Isolants pour carbure de silicium (SiC) : synthèse et caractérisation de films minces d'oxyde de magnesium (MgO) élaborés par procédé sol-gel

par Céline Bondoux

Thèse de doctorat en Électronique

Sous la direction de Robert Jérisian.

Soutenue en 2004

à Tours .


  • Résumé

    L'étude s'inscrit dans le cadre de l'intégration de composants électroniques sur plaquette de carbure de silicium (SiC) dédiés à la micro-électronique de puissance. La problématique se pose au niveau de l'isolation inter-composants : elle ne peut être assurée par les isolants (SiO2, Si3N4) classiquement utilisés sur silicium, notamment pour des raisons de tenue au champ électrique. Parmi les matériaux candidats, les propriétés intrinsèques de l'oxyde de magnésium (MgO) en font un matériau de choix pour remplir la fonction d'isolation sur SiC. Le procédé sol-gel a été sélectionné pour élaborer les films de MgO. Différentes formulations chimiques ont permis de préparer des films de MgO avec des états de cristallisation variés. Il est montré que les performances isolantes (courants de fuite et la rigidité diélectrique) sont liées au mode de préparation du film et les résultats de caractérisation ont permis de sélectionner la voie de synthèse produisant les meilleures propriétés isolantes.

  • Titre traduit

    Insulating material for silicon carbide (SiC) : synthesis and characterization of magnesium oxide (MgO) thin films prepared by sol gel route


  • Résumé

    This work deals with component integration onto silicon carbide (SiC) wafers for high power microelectronics. Advanced SiC power devices commercialization remains limited due to performance limitation of the insulating SiO2 dielectric layer (standard dielectric for insulation in silicon technologies), among other issues. This work aimed at suggesting an alternative material for SiC insulation and evaluating its insulating properties onto SiC wafer. Magnesium oxide (MgO) seems to be a good candidate regarding its bulk properties : large bandgap, high thermal conductivity and stability, and a suitable dielectric constant. Sol-gel spin coating process has been used to prepare MgO films under various crystallization states. The electrical properties was shown to depend on the film microstructure. Leakage current densities and dielectric strength measured on sol-gel MgO films rank with the best performances among the alternative dielectric materials developed today for SiC insulation.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (163 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 143-145

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  • Bibliothèque : Université François Rabelais. Service commun de la documentation. Section Sciences-Pharmacie.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : T.S.2004-4026(1er ex.)
  • Bibliothèque : Université François Rabelais. Service commun de la documentation. Section Sciences-Pharmacie.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : T.S.2004-4026(2e ex.)
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