Download or read book Conception r alisation et caract risation de diodes pin en carbure de silicium SiC pour applications micro ondes de puissance written by Nicolas Camara and published by . This book was released on 2006 with total page 144 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Une large bande interdite (3eV), un fort champ de claquage (3MV /cm), une excellente conductivité thermique (3 à 5 fois supérieure à celle du Silicium) constituent des atouts majeurs qui font du SiC un excellent candidat pour des applications haute température, forte puissance et hyperfréquences. Concernant les applications combinées puissance/hyperfréquences, les diodes pin SiC permettent d'envisager des interrupteurs micro-ondes avec des puissances de charge de l'ordre de 2KW. Le développement de ces composants, qui doivent supporter des tensions très élevées (1000 V), nécessite un effort important dans la réalisation des étapes technologiques et en particulier dans l'élaboration et la gravure des couches épitaxiées, mais également dans l'optimisation des contacts ohmiques et des couches de passivation. L'objectif de cette thèse a donc été la fabrication et la caractérisation de ces diodes pin SiC supportant jusqu'à 1000 V et fonctionnant comme interrupteur dans des gammes de fréquence allant jusque 10GHz. Les commutateurs hautes puissances fabriqués à partir des diodes pin SiC que nous avons réalisées, permettent, pour des signaux de 10GHz, des pertes d'insertion de moins de 1dB et une isolation de l'ordre de 25dB. Des puissances d'entrée du commutateur de puissance de l'ordre de 2kW peuvent être dissipées. Les diodes pin SiC que nous avons fabriquées sont performantes jusqu'à des températures de l'ordre de 600°C et commutent bien plus vite que les diodes pin silicium équivalentes. Il est montré dans cette thèse, pour la première fois de façon expérimentale, l'avantage des diodes pin SiC par rapport aux diodes pin Silicium commerciales en terme de commutation des signaux micro-ondes. Ces nouvelles diodes pin SiC permettent d'envisager de nouvelles générations de déphaseurs, de limiteurs, commutateurs et autres briques de base du monde des micro-ondes.

Download or read book Contribution la conception des dispositifs de puissance en carbure de silicium written by Tarek Ben Salah and published by . This book was released on 2007 with total page 174 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Aujourd'hui le carbure de silicium, SiC, est un matériau qui permet le développement de nouveaux composants de puissance. Le SiC est un semi-conducteur à grand gap, qui permet notamment de fabriquer des composants haute tension ou haute température. Des diodes PiN ayant des tenues en tension allant jusqu'à 5kV ont déjà développés au CEGELY. Ce travail de thèse entre dans le cadre de la modélisation et la caractérisation des diodes 4H en carbure de silicium ont été abordées notamment avec des outils de simulation numérique de type éléments finis. Ce modèle a été appliqué par la suite à la simulation des différents circuits de mesures excitant un comportement spécifique de la diode. Le circuit de DMTVCA (Depletion Mode Transient Voltage and Current Analyse) permet de ne pas se placer en forte injection. Il permet d'extraire le dopage et l'épaisseur de la couche faiblement dopée tenant la tension et la surface de la zone active. Le circuit d'OCVD (Open Circuit Voltage Decay) permet de solliciter la diode en forte injection sans passer par une phase complexe de recouvrement inverse. Il permet d'extraire la durée de vie ambipolaire. Enfin la cellule de commutation inductive ou résistive permet de valider dans un contexte de commutation plus réaliste la modélisation et les paramètres extraits. Cela a permis de mettre au point une procédure d'extraction des paramètres de conception des diodes PIN en SiC. Enfin, Pour caractériser le comportement optimal de la diode PiN, nous avons développé une analyse expérimentale, dans le circuit de DMTVCA, de la condition de percement: traversante (Punch-Through) ou non traversante (Non-Punch-Through).

Download or read book laboration de monocristaux de carbure de silicium pour l lectronique de puissance written by Cécile Moulin and published by . This book was released on 2001 with total page 239 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les exceptionnelles propriétés physiques du SiC en font un matériau semi-conducteur de choix pour les applications électroniques de moyenne et forte puissance. Aujourd'hui, le manque de disponibilité de substrats de grand diamètre et de bonne qualité empêche un décollage rapide d'une filière SiC en Europe. Les monocristaux de SiC sont réalisés par transport physique en phase vapeur. Ils contiennent différents défauts souvent sources de disfonctionnements importants au niveau des composants. L'objectif de cette étude est de réduire leur densité par un meilleur contrôle des conditions de croissance. Nous mettons en place, dans un premier temps, une chaîne de caractérisation afin de corréler les caractéristiques des cristaux aux conditions de croissance. Une étude sur le début de croissance montre ensuite la nécessité de bien contrôler l'état de surface du germe pendant les étapes de montée en température pour favoriser un mode de croissance latéral par avancée de marches permettant l'obtention de cristaux à faible mosaïcité. À cette étude préalable suivent les résultats d'une étude combinant croissance, caractérisation et simulation. L'influence de différents paramètres de croissance, tels que les gradients thermiques à l'intérieur de la cavité, ou encore celle de la pression d'argon sur les caractéristiques des cristaux est étudiée et quantifiée. Cette étude montre que des variations très faibles de température, de l'ordre de 1 % seulement de la température de travail sont suffisantes pour changer complètement les caractéristiques des cristaux. Une évaluation des problèmes de reproductibilité rencontrés, liés à cette extrême sensibilité au champ thermique est également présentée. Enfin, les caractéristiques structurales des cristaux élaborés sont étudiées et les mécanismes de croissance du SiC sont présentés. Des premiers résultats sur l'influence des caractéristiques des substrats sur les performances électriques des diodes concluent cette étude.

Download or read book Conception et caract risation de diodes en SiC pour la d termination des coefficients d ionisation written by Duy Minh Nguyen and published by . This book was released on 2011 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le carbure de silicium (SiC) possède plusieurs propriétés exceptionnelles comme une large bande interdite, un champ électrique critique et une vitesse de saturation des porteurs élevée pour remplacer le silicium (Si) dans des domaines de fonctionnement jusque-là inaccessibles avec le Si. Un nombre important de démonstrateurs des composants de puissance en SiC faisant état de performances remarquables ainsi que la disponibilité commerciale des composants en SiC confirment la maturité de la filière SiC et montrent les progrès technologiques réalisés au cours des dernières années. Cependant, il existe peu d'études sur les coefficients d'ionisation du SiC, lesquels sont pourtant indispensables pour prévoir précisément la tenue en tension des composants de puissance en SiC. Ce travail contribue donc à mieux déterminer ces coefficients. Pour cela, un bon nombre de diodes spécialement conçues pour la détermination des coefficients d'ionisation du SiC par la technique OBIC (Optical Beam Induced Current) ont été réalisées sur différents wafers de SiC-4H et de SiC-6H, deux polytypes courant du SiC. Cette technique repose sur un faisceau de laser ultraviolet qui génère des paires électrons-trous dans la zone de charge d'espace d'une diode sous test. La mesure du courant résultant permet d'accéder aux coefficients d'ionisation. A partir des mesures OBIC sur les diodes réalisées, nous avons pu déduire les coefficients pour ces deux polytypes du SiC. Plus particulièrement, les coefficients d'ionisation du SiC-4H sont déterminés dans une large gamme de champ électrique grâce aux mesures sur les différents dopages. Les paramètres des coefficients déterminés dans ce travail peuvent être utilisés en conception de dispositifs haute tension pour prédire plus précisément l'efficacité de leur protection périphérique.

Download or read book ETUDE DE LA GRAVURE DU CARBURE DE SILICIUM APPLICATION A LA REALISATION DE COMPOSANTS DE PUISSANCE written by FREDERIC.. LANOIS and published by . This book was released on 1997 with total page 223 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: EN ELECTRONIQUE, EN GENERAL, ET EN ELECTRONIQUE DE PUISSANCE, EN PARTICULIER, LES COMPOSANTS A BASE DE SILICIUM COMMENCENT A MONTRER DES LIMITES DIRECTEMENT IMPUTABLES AU MATERIAU. AVEC SES EXCELLENTES PROPRIETES PHYSIQUES, LE CARBURE DE SILICIUM (SIC) EST POTENTIELLEMENT UN CONCURRENT SERIEUX DU SILICIUM. LES RECENTS DEVELOPPEMENTS, EN CE QUI CONCERNE LA CROISSANCE DE CE MATERIAU, FONT DE LA FABRICATION DE DISPOSITIFS DE PUISSANCE EN SIC UN OBJECTIF A MOYEN TERME. DANS CE CADRE, LA MISE AU POINT D'UN PROCEDE DE GRAVURE EST IMPORTANTE PUISQU'ELLE INTERVIENT DANS LA REALISATION DE PROTECTIONS PERIPHERIQUES (MESA) ET DE CERTAINS COMPOSANTS (MOSFET EN TRANCHEE). LA GRAVURE A ETE REALISEE DANS UN REACTEUR DECR DANS UN MELANGE GAZEUX A BASE DE SF#6 ET D'O#2. UNE ETUDE PARAMETRIQUE A D'ABORD PERMIS LA DETERMINATION DES GRANDEURS PLASMA PERTINENTES : LA CONCENTRATION EN FLUOR ET LE BOMBARDEMENT IONIQUE. LE DEVELOPPEMENT D'UN MODELE PROPOSE DANS LA LITTERATURE A PERMIS D'ABOUTIR A UNE EXPRESSION MATHEMATIQUE DE LA VITESSE DE GRAVURE. LES PREDICTIONS DE CE MODELE ONT ETE CONFRONTEES AVEC LES RESULTATS EXPERIMENTAUX. LES SURFACES DE GRAVURE ONT ENSUITE ETE ETUDIEES D'UN POINT DE VUE MORPHOLOGIQUE, CHIMIQUE, ET ELECTRIQUE. LA RUGOSITE DES SURFACES AVANT ET APRES GRAVURE ONT ETE COMPAREES . UN PROCEDE DE CONTROLE DE LA PENTE DE LA GRAVURE A ETE MIS AU POINT. DES ANALYSES XPS ONT PERMIS DE COMPARER LES COMPOSITIONS CHIMIQUES DE LA SURFACE, AVANT ET APRES GRAVURE, POUR DEUX TYPES DE PLASMA (SF#6 PUR ET SF#6/O#2). ENFIN, DES CONDENSATEURS MOS ONT PERMIS DE CARACTERISER ELECTRIQUEMENT L'EFFET DE LA GRAVURE SUR LES SURFACES PLANES ET SUR LES FLANCS. LA SIMULATION ET LA REALISATION DE DIODES BIPOLAIRES PROTEGEES PAR MESA FONT L'OBJET DU DERNIER CHAPITRE. LES SIMULATIONS ELECTRIQUES DES COMPOSANTS ONT ETE REALISEES AVEC LES LOGICIELS TSUPREM4 ET MEDICI DE LA SOCIETE TMA. LA PROFONDEUR ET L'ANGLE DE LA GRAVURE ONT AINSI PU ETRE OPTIMISES. LES TENUES EN TENSION OBSERVEES SUR LES DIODES AINSI REALISEES ET LES SIMULATIONS ONT ETE COMPAREES. L'ORIGINE DES ECARTS A ETE DISCUTE AU MOYEN D'OBSERVATIONS AU MEB ET DE MESURES ELECTRIQUES.