Fabrication top-down et bottom-up et étude des performances de HEMTs à nanorubans en modes d’enrichissement et de déplétion

par Mohammed Boucherta

Projet de thèse en Sciences des matériaux

Sous la direction de Abdallah Ougazzaden et de Jean-Claude De Jaeger.

Thèses en préparation à l'Université de Lorraine , dans le cadre de EMMA - Ecole Doctorale Energie - Mécanique - Matériaux depuis le 23-11-2015 .


  • Résumé

    Les SC III-V de la filière nitrure de gallium et en particulier les HEMTs AlGaN/GaN sont étudiés intensivement en mode de déplétion pour des applications de puissance en hyperfréquence depuis plus d’une décennie. Parmi les méthodes permettant de faire fonctionner ces composants en mode d’accumulation, celles qui sont les moins étudiées consistent à mettre à profit les effets électrostatiques en 3D à l’échelle nanométrique. Dans le cadre de ce sujet de thèse, nous proposons de démontrer que, en combinant des épitaxies de HEMTs classiques (In,Ga)AlN/GaN associées à une technologie top-down ou bottom-up pour la réalisation de nanorubans, une utilisation de ces composants innovants est possible à la fois en mode d’enrichissement et en mode de déplétion. Ces nanorubans associés à des designs spécifiques seront fabriqués par lithographie électronique. Il est alors possible d’intégrer l’ensemble de ces dispositifs actifs sur le même wafer afin d’envisager une intégration de ces composants pour une électronique logique qui apparaît très attractive pour un fonctionnement à haute température. Certaines structures à transport 1D pourront être utilisées pour la réalisation de transistors de puissance à haute fréquence.

  • Titre traduit

    Top-Down and bottom-up (In,Ga)AlN/GaN Enhancement- & Depletion-mode Nanoribbon HEMTs


  • Résumé

    III-V Nitride HEMTs are currently intensively investigated for both depletion and enhancement modes operation at high power and high frequency. Among the various methods permitting polarization-doped HEMTs enhancement-mode, the least investigated are those that exploit 3-D nanoscale geometrical electrostatic effects. Recently, bottom-up grown GaN nanowire MISFETs have shown respectable depletion-mode device performance. However, the handling of isolated nanowires is technologically challenging. In this study we also intend to demonstrate that by combining conventional epitaxially grown AlN/GaN HEMT structures with top-down nanoribbon fabrication, both E-mode and D-mode HEMTs with high performance can be fabricated easily, and allow integration on the same substrates. These top-down nanoribbon HEMTs also take advantage of the superior electrostatics of wrap-gates and quasi-1D charge transport for high performance.