Epitaxie de couches d'alliages quaternaires à base d'InGaAlN pour les transistors de haute performance

par Mrad Mrad

Projet de thèse en Physique des materiaux - grenoble

Sous la direction de Guy Feuillet et de Matthew Charles.

Thèses en préparation à Grenoble Alpes , dans le cadre de École doctorale physique (Grenoble) , en partenariat avec CEA Grenoble-LETI (laboratoire) depuis le 01-02-2017 .


  • Résumé

    Le CEA comme Commissariat aux Energies Atomiques et Alternatives a comme objectif de développer et soutenir les avancées scientifiques et technologiques dans le domaine de l'énergie propre. Dans ce cadre le CEA LETI étudie et développe des composants de puissance et d'éclairage de basse consommation (LED) en partenariat avec plusieurs industriels majeurs du domaine. Concernant la puissance, l'objectif est l'obtention de composants fonctionnant à haute tension et permettant le passage de courant de 100A. Les propriétés du GaN et de ses alliages permettent la réalisation de transistors de puissance à fortes performances, si on les compare aux traditionnels transistors à base de silicium. Actuellement, une barrière hétéro-épitaxiée à base d'AlGaN est couramment utilisée, mais ses propriétés peuvent être limitées du fait de la forte différence de paramètres de maille cristalline entre cette barrière et le GaN. Afin de satisfaire les besoins des futurs composants à base de GaN, en termes de fiabilité et de performance, nos premiers travaux ont démontré la faisabilité d'épitaxie d'une couche barrière d'InAlN à paramètre de maille plus proche de celui du GaN. Cette thèse se place dans la continuité de ces travaux : il s'agira de poursuivre les études sur les films d'InGaAlN, d'en identifier les limites d'application et de développer des épitaxies de films quaternaires permettant de répondre à ces limites.

  • Titre traduit

    Epitaxy of quaternary InGaAlN layers for high performance transistors


  • Résumé

    CEA is dedicated to working on Atomic and Alternative Energy, to advance clean technologies using science and technology. As part of these developments, CEA-LETI is developing high power transistors and low energy LEDs with several major companies. For high power transistors, the goal is to have components working at high voltage, and passing a current of up to 100A. The properties of GaN and its alloys are particularly appropriate for these components, when compared with the more traditional transistor materials such as silicon. Currently, GaN devices typically use a heteo-structure, with an AlGaN barrier grown on GaN layers. However, due to the difference in lattice parameter between these two materials, the device performance can be limited. In order to further improve the devices, in terms of performance and reliability, we have started to develop new barrier materials based on InAlN, which has the same lattice parameter as GaN. This PhD is a continuation of these initial developments, with the intention of adapting and developing these layers for specific applications, including the growth of quaternary films composed of InGaAlN.