Procédés de passivation pour les composants électroniques III-N/III-V et pour les dispositifs quantiques

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Les matériaux III-V, incluant les nitrures III-N possèdent des propriétés physiques intéressantes qui leur ont permis de surpasser le silicium dans plusieurs applications optoélectroniques et de hautes fréquences. Malgré le démarrage tardif de la technologie III-N par rapport aux autres III-V, ces matériaux promettent de conquérir certains marchés de l'électronique de puissance, comme ils l'ont fait avec les DELs. Pour tirer le maximum de bénéfice des III-V/III-N et pour voir emerger des nouveaux dispositifs, il est nécessaire de développer des procédés de passivation  qui permettent de stabiliser les propriétés électroniques de leurs surfaces et interfaces et réduire la grande densité des états d'interface qui les caractérise.  L'axe principal de ce programme de recherche porte sur la passivation de composants électroniques à base de GaN. Ces composants sont en majorité réalisés sur le plan c du GaN avec une polarité- Ga. Malgré les performances démontrées par ces dispositifs, leur fiabilité et leur stabilité n'ont pas atteint le niveau requis pour leur applications en électronique de puissance. A travers ce programme, je vais développer des procédés de passivation qui permettront d'améliorer les performances,  la stabilité et la robustesse des composants actuellement développé sur le GaN polaire. Le GaN non polaire (plan m) ou semipolaire (plan a), ainsi que le GaN avec une polarité-N commencent à intéresser la communauté GaN. Ils démontrent un potentiel plus important pour les fortes puissance/haute fréquence et ils feront probablement la prochaine génération de composants III-N, exactement comme les transistors verticaux tel que les FinFET et les transistors à base de nanofils. Actuelement, la communauté III-N utilise les mêmes procédés que pour passiver le plan c du GaN standard; ce qui n'est pas nécessairement optimal puisque la chimie des surfaces dépend directement de la polarité et de la nature du plan réticulaire. Dans ce programme, je vais développer des procédés de passivation spécifiques à chaque polarité et adaptés aux structures verticales  afin de contribuer à améliorer la stabilité et les performances de ces futurs composants de puissance. Dans un axe secondaire, je vais initier des travaux de passivation pour les dispositifs quantiques à base de III-V. Ces dispositifs sont prinicipalement fabriquées avec des procédés similaires à celle du HEMT AlGaAs/GaAs et les questions relatifs à la passivation et à la qualité de l'interface n'ont pas encore été discutés. Dans ce programme, on va traiter ces questions à travers le transistor à un seul électron (SET). Nous allons particulièrement vérifier si la passivation peut réduire le bruit de charge de ce composant quantique,et si c'est le cas,ça ouvrira la porte à des recherches plus approfondies sur le sujet de la passivation des composants pour l'informatique quantique dans le futur.