Accueil du site Séminaires Soutenance de thèse

Soutenance de thèse

Mardi 16 Décembre à 13h30,
Salle Erwin Bertaut, F418

Orateur : Aboulaye TRAORE
"Diodes Schottky haute puissance sur diamant"

Abstract

Cette thèse porte sur la fabrication de diodes Schottky sur diamant pour des applications hautes puissances. La croissance du diamant et son dopage sont aujourd’hui bien maîtrisés. La passivation de la surface du diamant (surface à terminaison oxygène) requise pour minimiser les états d’interface et obtenir des contacts redresseurs sur diamant, est également bien maîtrisé. L’apparition des architectures verticales (couche active des diodes épitaxiée sur un substrat de diamant fortement dopée) et pseudo-vertical (épitaxie d’un empilement comprenant la couche active et une couche fortement dopée sur un substrat diamant isolant) ont permis de minimiser la résistance série élevée des diodes sur diamant (énergie d’ionisation élevée des principaux dopants du diamant). Malgré le fait que ces configurations géométriques favorisent courants directs élevés, les performances diodes Schottky verticales ou pseudo verticales sur diamant sont à ce jour limitées par : i) la qualité de la couche active altérée par la propagation de défauts issues de la couche fortement dopée conduisant à de faible champ critiques (environ 3 MV / cm au lieu des 10MV/cm théorique), ii) les contacts Schottky sélectionnés, la stabilité thermique et chimique des interfaces formées avec une surface de diamant à terminaison oxygène. La sélection du métal Schottky et le prétraitement de la surface sont cruciaux pour obtenir de faibles hauteurs barrières (faible chute de tension à l’état passant), une faible densité de défauts au niveau des interfaces (faible courants de fuite), et une interface thermiquement stable (température de fonctionnement élevée). Dans cette thèse, nous avons démontré qu’une diode Schottky diamant pseudo verticale basée sur l’utilisation d’une surface à terminaison oxygène couverte par un métal facilement oxydable comme le zirconium (Zr), et une couche fortement dopée avec une épaisseur optimale, permettent de surmonter ces limitations et de fabriquer des diodes de meilleurs performances que l’état de l’art actuel. Un compromis entre l’épaisseur de la couche fortement dopée et son niveau de dopage à été d’abord établit afin de minimiser la génération de défauts et par conséquent d’améliorer la qualité de la couche active. Le métal (Zr) sélectionné comme contact Schottky donnait lieu à la formation d’une fine couche d’oxyde de zirconium thermiquement stable entre le Zr et le diamant. Les redresseurs fabriqués avaient : une forte densité de courant direct (1000 A par centimètre carré à 6 V), un champ critique supérieur à 7.7 MV /cm (tension de blocage 1000 V avec un courant de fuite inférieur à 1 pA), un facteur de mérite de Baliga supérieur à 244 MW par centimètre carré (la valeur la plus élevée signalée), une bonne reproductibilité indépendamment de la taille des diodes et des échantillons, la possibilité d’obtenir une hauteur de barrière inférieure à 1 eV après recuit, et une stabilité thermique supérieure à 500 ° C.

Dans la même rubrique

© Institut Néel 2012 l Webdesign chrisgaillard.com l Propulsé par spip l Dernière mise à jour : mardi 16 octobre 2018 l