Nouvelles filière de composants GaN

GaN 复合材料新进展

• 批准号: RGPIN-2020-07052
• 负责人: Maher, Hassan
• 金额: $ 2.4万
• 依托单位: Université de Sherbrooke
• 依托单位国家: 加拿大
• 项目类别: Discovery Grants Program - Individual
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 加拿大
• 起止时间: 2020-01-01 至 2021-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://www.nserc-crsng.gc.ca/ase-oro/Details-Detailles_eng.asp?id=718443
• 关键词: Nouvelles; fili; re; de; composants

Dans un contexte actuel où l'énergie électrique joue un rôle de plus en plus important dans le mix énergétique en raison de l'utilisation mondiale croissante des énergies renouvelables, le marché des composants microélectronique est en augmentation constante tant en taille qu'en complexité afin de répondre aux besoins actuels et futures. Ce marché est largement dominé par la technologie Silicium du fait de son bas coût et de sa grande maturité. Cependant, cette technologie ne permet d'offrir qu'un compromis limité entre encombrement, efficacité énergétique et fiabilité. Alors que des technologies émergentes demandent des solutions technologiques de plus en plus performantes, il apparaît alors crucial de repousser ces limites pour pouvoir répondre à ces changements technologiques en faisant appel à des approches alternatives. Une solution prometteuse réside dans l'utilisation du semi-conducteur Nitrure de Gallium (GaN) bien supérieur en termes de mobilité électronique et de tension de claquage. La technologie GaN est actuellement utilisée dans des applications jusqu'à 650 V avec des transistors à haute mobilité électronique (HEMTs) et à topologie horizontale crue sur substrat porteur constitué de matériaux autres que le GaN. Bien que la technologie GaN HEMT offre des performances impressionnantes, la pleine potentialité de ce matériau n'est pas entièrement exploitée du fait des limitations venant de la croissance sur substrat porteur. Cependant, des progrès récents en science des matériaux permettent d'envisager la fabrication de substrats GaN à coûts raisonnables. Ainsi, dans ce projet, on va surmonter les limitations actuelles des composants latéraux à base de GaN en utilisant une approche de croissance homo-epitaxiale sur substrat GaN. En effet, des travaux précédents publiés dans la littérature ont mis en valeur le gain de performance important en terme de densité de puissance en utilisant l'architecture verticale d'un composant GaN fabriqué sur substrat massif. Plus encore, l'idée déterminante de ce programme est la combinaison sur la même puce de 5 types de composants en utilisant la même technologie de fabrication, à savoir, le HEMTs, le transistor vertical type (FET), le transistor vertical type bipolaire, la diode Schottky et la diode PN. Ainsi, cette proposition de projet se distingue des travaux précédents par le fait que, pour la première fois, nous démontrerons l'intégration monolithique de tous ces 5 composants sur la même puce. Ce défi technologique représentera donc une avancée majeure qui est cependant tout à fait réalisable grâce aux infrastructures disponibles à l'université de Sherbrooke et à l'expertise développée au sein du groupe de recherche du professeur Maher.

在实际应用中，由于可再生能源在世界范围内的广泛应用，电力在混合能源中发挥着越来越重要的作用，微电子成分的市场不断扩大，其原因是对实际和未来的需求的复杂性。Ce marché est suddenominé par la technologie Silicium du fait de son bas coconut et de sa marturité.然而，这种技术不允许在舒适性、能源效率和可靠性方面有任何妥协。尽管技术的发展迫切需要更高性能的技术解决方案，但对于阿佩尔寻求替代方案时对技术变化的响应能力来说，这一点至关重要。 Une solution prometteuse réside dans l'utilisation du semi-conductur Nitrure de Gallium（GaN）bien superérieur en termes de mobilité éelectronique et de tension de claquage. GaN技术在650 V高迁移率电子晶体管（HEMT）和GaN材料构成的衬底上的水平拓扑结构的应用中得到了实际应用。虽然GaN HEMT技术提供了令人印象深刻的性能，但这种材料的潜力并没有完全被利用，因为它限制了衬底的弯曲。 此外，材料科学的最新进展使GaN衬底的制造变得更加合理。在此项目中，我们利用一种在GaN衬底上均匀外延生长的方法，探讨了GaN基横向组分的实际局限性。实际上，在利用衬底上的GaN组件的垂直结构的功率密度的泰尔梅方面，在文学作品中的研究工作对性能的提高非常重要。 此外，该计划的主要目标是利用相同的制造技术将5种类型的组件组合在一起，即高电子迁移率晶体管、垂直型晶体管（FET）、垂直型双极晶体管、肖特基二极管和PN二极管。此外，该项目的建议区分了前期工作，因为首先，我们要将图斯5个组成部分整合在一起，形成同样的深褐色。这一技术缺陷代表了一种不可抗力，这种不可抗力使舍布鲁克大学的基础设施和Au sein du groupe de recherche du Maher的专业知识变得不可用。