Conception et réalisation de composants unipolaires en Carbure de Silicium

Implementation of high voltage Silicon Carbide rectifiers and switches

• Auteur / Autrice : Maxime Berthou
• Direction : Dominique Planson, Philippe Godignon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Energie et systèmes
• Date : Soutenance le 18/01/2012
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Électronique, électrotechnique, automatique (Lyon)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : AMPERE - Génie Electrique, Electromagnétisme, Automatique, Microbiologie Environnementale et Applications (Rhône)
• Jury : Président / Présidente : Frédéric Morancho
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Dominique Planson, Philippe Godignon, Frédéric Morancho, Philip Mawby, Pierre Brosselard, Michel Mermet-Guyennet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Philip Mawby

Mots clés

Mots clés contrôlés

Électronique de puissance

Mots clés libres

Electronique de puissance

Diode à barrière de Schottky

Semiconducteur VMOS

Diode bipolaire JTE - Junction Termination Extension

Haute tension

Carbure de silicium

Semiconducteur VDMOS

Diode bipolaire JTE - Junction Termination Extension

Haute température

Electronique de commutation

Convertisseur de haute tension

Convertisseur sous haute température

Power Electronics

Schottky Barrier Diode

VMOS - Vertical Metal Oxide Semiconductor

JTE - Junction Termination Extension - Diode

Silicon Carbide

VDMOS - Vertical Diffused Metal Oxide Semiconductor

JTE - Junction Termination Extension - Diode

High temperature

Electronic Commutation

High Voltage Converter

High Temperature Converter

JBS Diode - Jonction Barrier Schottky / MPS Diode - Merged Pin Schottky Diode

Résumé

Nous présentons dans ce document, notre étude de la conception et la réalisation de VMOS et de diodes Schottky et JBS en carbure de silicium. Ce travail nous a permis d'optimiser et de fabriquer des diodes utilisant une barrière Schottky en Tungsten de différentes tenues en tension entre 1,2kV et 9kV. De plus, notre étude du VMOS nous a permis d'identifier la totalité des problèmes auxquels nous faisons face. Ainsi, nous avons pu améliorer ces composants tout en essayant de nouveaux designs tels que le VIEMOS et l'intégration monolithique de capteurs de temperature et de courant.

In this document, we present ou study about the conception and realization of VMOS and Schottky and JBS Diodes on Silicon Carbide. This work allowed us optimize and fabricate diodes using Tungsten as Schottky barrier on both Schottky and JBS diodes of different blocking capability between 1.2kV and 9kV. Moreover, our study of the VMOS, by considering the overall fabrication process, has permitted to identify the totality of the problems we are facing. Thusly we could ameliorate the devices and try new designs as the VIEMOS or the monolithic integration of temperature and current sensors.