vERTIGO
L'électronique pour la conversion
Faits marquants
Schéma et vue en face arrière des diodes fabriquées
Mesures typiques du claquage des diodes PIN verticales à différentes températures
Etat de l’art des performances des diodes GaN (hétéro-épitaxie) quasi et fully verticales
Fabrication de diodes P-i-N 1200V verticales en GaN sur Si avec capacité d’avalanche et courant en sens passant supérieur à 10A - Oct-2024
L’IEMN a développé un nouveau procédé de fabrication de diodes P-i-N verticales en GaN sur Silicium délivrant une tension de claquage supérieure à 1200V et un courant en sens passant au-delà de 10 A.
Ces diodes sont à l’état de l’art en termes de BFOM (Baliga’s Figure of Merit) > 3 GW/cm2.
Caractéristique typique à l’état passant des diodes PIN verticales
Fabrication de transistors quasi verticaux en GaN sur Si - Oct-2024
Un procédé de fabrication de transistors quasi-verticaux a été développé en s’inspirant du procédé de fabrication des diodes P-i-N. Une 1ère série de transistors a été fabriquée à l’IEMN, démontrant des caractéristiques encourageantes avec une tension de seuil VTH=7,2 V et une tension de claquage VBD > 300 V, malgré un procédé encore non optimisé.
Ces résultats constituent une avancée significative dans le cadre du projet VERTIGO.
Mobility Extraction Using Improved Resistance Partitioning Methodology for Normally-OFF Fully Vertical GaN Trench MOSFETs - Oct-2024
Cet article détaille la fabrication de transistors verticaux GaN fonctionnels (faible courant de fuite -10 pA/mm -, rapport courant on/off élevé -109, et comportement normally-off – tension de seuil de 1 V)
Il présente également une méthode de caractérisation originale permettant de séparer les contributions des différentes zones du transistor à sa résistance totale. Cela permet d’extraire les valeurs réelles des mobilités électroniques dans le canal et sous la tranchée de grille. Leur connaissance est indispensable pour pouvoir optimiser le procédé de fabrication.
Lien vers l’article : https://www.mdpi.com/2079-9292/13/12/2350
Le projet
Pilotes scientifiques : Cyril Buttay – CNRS – Julien Buckley – CEA
Établissement coordinateur : CEA
Défi
Produire des composants offrant des performances de mobilité électronique x10 et moins coûteux que la technologie actuelle
Titre complet du projet
Vertical GaN for High Voltage
Objectif
Transistors pour l’électronique de puissance utilisant une géométrie verticale permettant de gagner en densité de courant et d’accompagner la montée en tension
Secteurs
TRANSPORTS
ÉNERGIE
INDUSTRIE
Aperçu
Le projet VERTIGO vise à développer des transistors de puissance en nitrure AlGaN en géométrie verticale. La filière actuelle pour les transistors de puissance en GaN repose sur des HEMT latéraux où la montée en tension est obtenue en espaçant grille et drain, au détriment de la densité de courant et de puissance. En outre, ces composants latéraux sont forcément sensibles aux
phénomènes de surface. La géométrie verticale permet de gagner en densité de courant, et la montée en tension (le projet vise 1200 V, avec des puces d’un calibre de 50 A) est obtenue avec des couches plus épaisses. Enfin, la montée en fréquence est permise par les mobilités importantes que le projet visera en travaillant sur le canal de conduction et en exploitant toute la richesse des hétérostructures. Le projet vise une forte augmentation (x10) de la mobilité électronique par rapport aux résultats actuels publiés dans le domaine.
Laboratoires du consortium
