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66 results on '"Morancho, Frédéric"'

1. Comprehensive characterization of vertical GaN-on-GaN Schottky barrier diodes

Author: Raja, P. Vigneshwara, Raynaud, Christophe, Sonneville, Camille, Eric N'Dohi, Atse Julien, Morel, Hervé, Phung, Luong Viet, Ngo, Thi Huong, De Mierry, Philippe, Frayssinet, Eric, Maher, Hassan, Tasselli, Josiane, Isoird, Karine, Morancho, Frédéric, Cordier, Yvon, and Planson, Dominique
Published: 2022
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2. A Novel Isolation Approach for GaN-Based Power Integrated Devices.

Author: Zaidan, Zahraa, Al Taradeh, Nedal, Benjelloun, Mohammed, Rodriguez, Christophe, Soltani, Ali, Tasselli, Josiane, Isoird, Karine, Phung, Luong Viet, Sonneville, Camille, Planson, Dominique, Cordier, Yvon, Morancho, Frédéric, and Maher, Hassan
Abstract: This paper introduces a novel technology for the monolithic integration of GaN-based vertical and lateral devices. This approach is groundbreaking as it facilitates the drive of high-power GaN vertical switching devices through lateral GaN HEMTs with minimal losses and enhanced stability. A significant challenge in this technology is ensuring electrical isolation between the two types of devices. We propose a new isolation method designed to prevent any degradation of the lateral transistor's performance. Specifically, high voltage applied to the drain of the vertical GaN power FinFET can adversely affect the lateral GaN HEMT's performance, leading to a shift in the threshold voltage and potentially compromising device stability and driver performance. To address this issue, we introduce a highly doped n+ GaN layer positioned between the epitaxial layers of the two devices. This approach is validated using the TCAD-Sentaurus simulator, demonstrating that the n+ GaN layer effectively blocks the vertical electric field and prevents any depletion or enhancement of the 2D electron gas (2DEG) in the lateral GaN HEMT. To our knowledge, this represents the first publication of such an innovative isolation strategy between vertical and lateral GaN devices. [ABSTRACT FROM AUTHOR]
Published: 2024
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3. Epitaxie localisée de P-GaN par EJM pour la fabrication de HEMTs AlGaN/GaN normally-off

Author: Rouly, Daniel, Tasselli, Josiane, Austin, Patrick, Cordier, Yvon, Courville, Aimeric, Vaurette, Francois, Lecestre, Aurélie, Reig, Benjamin, Isoird, Karine, Morancho, Frédéric, Équipe Intégration de Systèmes de Gestion de l'Énergie (LAAS-ISGE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Centre de recherche sur l'hétéroepitaxie et ses applications (CRHEA), Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA), Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 (IEMN), Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-JUNIA (JUNIA), Université catholique de Lille (UCL)-Université catholique de Lille (UCL), Centrale de Micro Nano Fabrication - IEMN (CMNF - IEMN), Université catholique de Lille (UCL)-Université catholique de Lille (UCL)-Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-JUNIA (JUNIA), Service Techniques et Équipements Appliqués à la Microélectronique (LAAS-TEAM), IPCEI on Microelectronics - Projet Nano2022, Ce travail a été soutenu par le programme IPCEI on Microelectronics, projet Nano2022, et par la plateforme de micro et nanotechnologies du LAAS-CNRS, membre du réseau français RENATECH. Nous remercions la plateforme RENATECH de l’IEMN pour la lithographie électronique de la HSQ et le CRHEA-CNRS pour les épitaxies localisées., Université de Lille, and Renatech Network
Subjects: simulation numérique TCAD, [SPI]Engineering Sciences [physics], P-GaN, normally-off, AlGaN/GaN HEMT, EJM, épitaxie localisée
Abstract: National audience; The technology of GaN HEMT structures is the subject of major developments for large-gap power components. However, it is necessary to develop innovative technological solutions to obtain high-performance normally-off devices. We present a new normally-off structure based on a nanostructured P-GaN multi-well gate. The design of this structure, based on numerical simulations, and the technological advances for its manufacture by localised epitaxy of P-GaN wells along the grid will be presented.; RESUME-La technologie des structures HEMT GaN fait l'objet d'importants développements pour les composants de puissance grand gap. Cependant, il est nécessaire de développer des solutions technologiques innovantes pour obtenir des composants normally-off performants. Nous présentons une nouvelle structure normally-off basée sur une grille nanostructurée à multi-puits P-GaN. La conception de cette structure issue de simulations numériques ainsi que les avancées technologiques pour sa fabrication par épitaxie localisée des caissons P-GaN le long de la grille seront exposées.
Published: 2023

4. Investigation of BVdss instability in trench power MOSFET through DLTS, electrical characterization and TCAD simulations

Author: Ruggeri, Marina, primary, Calenzo, Patrick, additional, Morancho, Frédéric, additional, Masoero, Lia, additional, Germana, Rosalia, additional, Nodari, Alessandro, additional, and Monflier, Richard, additional
Published: 2023
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5. Micro-Raman Spectroscopy Study of Vertical GaN Schottky Diode

Author: N’Dohi, Atse Julien Eric, primary, Sonneville, Camille, additional, Saidi, Soufiane, additional, Ngo, Thi Huong, additional, De Mierry, Philippe, additional, Frayssinet, Eric, additional, Cordier, Yvon, additional, Phung, Luong Viet, additional, Morancho, Frédéric, additional, Maher, Hassan, additional, and Planson, Dominique, additional
Published: 2023
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6. Investigation of BV dss instability in trench power MOSFET through DLTS, electrical characterization and TCAD simulations

Author: Ruggeri, Marina, Calenzo, Patrick, Morancho, Frédéric, Masoero, Lia, Germana, Rosalia, Nodari, Alessandro, Monflier, Richard, STMicroelectronics [Rousset] (ST-ROUSSET), Équipe Intégration de Systèmes de Gestion de l'Énergie (LAAS-ISGE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), and Service Instrumentation Conception Caractérisation (LAAS-I2C)
Subjects: [SPI]Engineering Sciences [physics], DLTS, TCAD, BVdss walk-in, Shielded Gate MOSFET, Shielded Gate MOSFET BVdss walk-in DLTS TCAD
Abstract: International audience; In this paper, we investigated the drain to source breakdown voltage (BVdss) instability during avalanche current drain stress of Shielded Gate MOSFET (SG-MOSFET) structure and we propose a new methodology to correlate electrical results to TCAD simulations. The presence of positive charged states at the Field Plate (FP) oxide/Si interface was confirmed by Capacitance Deep Level Transient Spectroscopy (C-DLTS). Thus, it was implemented in TCAD simulations that predict the experimental behavior of two architectures. Thanks to these results, walk-in contributors were discriminated to suggest a pathway to increase device robustness with a slight Ron impact.
Published: 2023

7. Normally-Off AlGaN/GaN HEMTs based on selective area regrowth of a P-GaN gate in nanostructured patterns

Author: Rouly, Daniel, Austin, Patrick, Tasselli, Josiane, Morancho, Frédéric, Isoird, Karine, Brault, J, Cordier, Y, Équipe Intégration de Systèmes de Gestion de l'Énergie (LAAS-ISGE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Centre de recherche sur l'hétéroepitaxie et ses applications (CRHEA), Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA), and IPCEI on Microelectronics Nano2022
Subjects: Normally-off AlGaN/GaN HEMT, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Power devices, P-GaN gate, [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics
Abstract: International audience; Different technologies have been developed for the realization of AlGaN/GaN HEMTs exhibiting the normally-off functionality, such the gate recess or the introduction of a P-GaN layer for lifting-up the conduction band level under the gate. Despite their respective advantages, the major drawbacks are the degradation of the carriers mobilities in the channel due to the gate manufacturing for the first one, or the reduction in the channel conductivity for the second one because it is necessary to decrease the thickness and aluminum content of the AlGaN barrier layer to lower the 2DEG density.For avoiding these disadvantages, we propose a new concept of normally-off AlGaN/GaN HEMT with nanostructured P-GaN regions distributed along the gate, resulting in an alternation of back to back p-n junctions, thus allowing the reduction of the 2DEG density by the formation of lateral depleted areas extending through the channel of the active regions. This structure operates like a n-channel JFET device benefiting from the high electron mobility due to the AlGaN/GaN heterostructure. Unlike the conventional P-GaN HEMTs, an accurate etching of the AlGaN barrier is not required: GaN wellscan go through the barrier until the underlying GaN layers while guaranteeing the normally-off behavior.We performed 2D and 3D simulations in order to evaluate the potentialities of this new structure. We have analyzed the influence of both geometrical and technological parameters of the P-GaN wells (depth, width, spacing between two wells and P-doping concentration) and of the AlGaN layer (thickness and aluminum rate) on the resulting lateral depleted areas extension and as a consequence on the on-state and off-state behavior of the HEMT. For a 100 nm depth, a 40 nm spacing, x Al = 0.20 and a P-doping concentration of 1019 cm -3 , the normally-off functionality was demonstrated withthreshold voltages higher than 2.5 V.The new enhancement-mode AlGaN/GaN HEMT fabrication process with nanostructured P-GaN wells along the gate will be presented, with a focus on the selective area regrowth used for the realization of the P-GaN regions, a technology that has been validated with micrometer size patterns in a previous work for the fabrication of a normally-off P-GaN HEMT exhibiting positive threshold voltages around 1V. The difficulty here lies in the GaN regrowth in nanostructured patterns. The first technological step we have developed is the e-beam lithography of a 200 nm thick HSQ resist layer, which acts as a maskfor the selective GaN regrowth, in order to define a network of 50 nm wide HSQ walls spaced 100 nm apart along the gate. The nanostructured wells are then defined by a 100 nm deep BCl 3 etching of the AlGaN and GaN layers between the HSQ walls. The next step of the process is the selective area growth of the Mg-doped GaN regions. We present in this work the study of the MBE regrowth in order to obtain a good filling of the wells with GaN.
Published: 2022

8. Multiphysics Characterizations of Vertical GaN Schottky Diodes

Author: Eric N’dohi, Atse Julien, Sonneville, Camille, Saidi, Soufiane, Ngo, Thi Huong, de Mierry, P., Frayssinet, Eric, Cordier, Yvon, Phung, Luong Viêt, Morancho, Frédéric, Isoird, Karine, Tasselli, Josiane, Maher, Hassan, Planson, Dominique, Ampère, Département Energie Electrique (EE), Ampère (AMPERE), École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre de recherche sur l'hétéroepitaxie et ses applications (CRHEA), Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA), Équipe Intégration de Systèmes de Gestion de l'Énergie (LAAS-ISGE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Laboratoire Nanotechnologies et Nanosystèmes [Sherbrooke] (LN2), Université de Sherbrooke (UdeS)-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-École Supérieure de Chimie Physique Électronique de Lyon (CPE)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), and Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)
Subjects: Cathodo-luminescence (CL), [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, GaN Schottky diodes, Current-voltage I (V), micro-Raman spectroscopy
Abstract: International audience; In this work, measurements from cathodo-luminescence (CL), micro-Raman spectroscopy and currentvoltage I(V) have been coupled to assess the effects of physical parameters such as threading dislocations and effective doping level homogeneity on the electrical performances of vertical GaN Schottky diodes.
Published: 2022

9. Conception et réalisation technologique de structures HEMTs AlGaN/GaN normally-off à grille P-GaN

Author: Rouly, Daniel, Tasselli, Josiane, Austin, Patrick, Isoird, Karine, Morancho, Frédéric, Cordier, Yvon, Équipe Intégration de Systèmes de Gestion de l'Énergie (LAAS-ISGE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Centre de recherche sur l'hétéroepitaxie et ses applications (CRHEA), Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA), and TASSELLI, JOSIANE
Subjects: TCAD simulations, [SPI.NANO] Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, normally-off, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, [SPI.TRON] Engineering Sciences [physics]/Electronics, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, HEMT, P-GaN gate, [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics
Abstract: International audience
Published: 2022

10. Micro-Raman Spectroscopy Study of Vertical GaN Schottky Diode.

Author: N'Dohi, Atse Julien Eric, Sonneville, Camille, Saidi, Soufiane, Ngo, Thi Huong, De Mierry, Philippe, Frayssinet, Eric, Cordier, Yvon, Phung, Luong Viet, Morancho, Frédéric, Maher, Hassan, and Planson, Dominique
Subjects: SCHOTTKY barrier diodes, GALLIUM nitride, SPECTROMETRY, STRAY currents, BREAKDOWN voltage, DIODES, CATHODOLUMINESCENCE
Abstract: In this work, the physical and the electrical properties of vertical GaN Schottky diodes were investigated. Cathodo-luminescence (CL), micro-Raman spectroscopy, SIMS, and current-voltage (I-V) measurements were performed to better understand the effects of physical parameters, for example structural defects and doping level inhomogeneity, on the diode electrical performances. Evidence of dislocations in the diode epilayer was spotted thanks to the CL measurements. Then, using 2D mappings of the E 2 h and A1 (LO) Raman modes, dislocations and other peculiar structural defects were observed. The I-V measurements of the diodes revealed a significant increase in the leakage current with applied reverse bias up to 200 V. The combination of physical and electrical characterization methods indicated that the electrical leakage in the reverse biased diodes seems more correlated with short range non-uniformities of the effective doping than with strain fluctuation induced by dislocations. [ABSTRACT FROM AUTHOR]
Published: 2023
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11. Caractérisation par spectroscopie micro-Raman de diodes GaN Schottky

Author: Sonneville, Camille, Eric N’dohi, Atse Julien, Saidi, S, Ngo, T, de Mierry, P., Frayssinet, E, Cordier, Yvon, Phung, Luong Viêt, Morancho, Frédéric, Isoird, Karine, Tasselli, Josiane, Maher, Hassan, Planson, Dominique, Planson, Dominique, Ampère, Département Energie Electrique (EE), Ampère (AMPERE), École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre de recherche sur l'hétéroepitaxie et ses applications (CRHEA), Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA), Équipe Intégration de Systèmes de Gestion de l'Énergie (LAAS-ISGE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Laboratoire Nanotechnologies et Nanosystèmes [Sherbrooke] (LN2), Université de Sherbrooke (UdeS)-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-École Supérieure de Chimie Physique Électronique de Lyon (CPE)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), and Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)
Subjects: [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, [SPI.NRJ] Engineering Sciences [physics]/Electric power
Abstract: International audience
Published: 2022

12. Micro-Raman characterization of homo-epitaxial n doped GaN layers for vertical device applications

Author: Eric N’Dohi, Atse Julien, primary, Sonneville, Camille, additional, Phung, Luong Viet, additional, Ngo, Thi Huong, additional, De Mierry, Philippe, additional, Frayssinet, Eric, additional, Maher, Hassan, additional, Tasselli, Josiane, additional, Isoird, Karine, additional, Morancho, Frédéric, additional, Cordier, Yvon, additional, and Planson, Dominique, additional
Published: 2022
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13. MULTIPHYSICS CHARACTERIZATIONS OF VERTICAL GaN SCHOTTKY DIODES

Author: Eric N’dohi, Atse Julien, Sonneville, Camille, Saidi, Soufiane, Ngo, Thi Huong, de Mierry, P., Frayssinet, Éric, Cordier, Yvon, Phung, Luong Viêt, Morancho, Frédéric, Planson, Dominique, Maher, Hassan, Ampère, Département Energie Electrique (EE), Ampère (AMPERE), École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre de recherche sur l'hétéroepitaxie et ses applications (CRHEA), Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA), Équipe Intégration de Systèmes de Gestion de l'Énergie (LAAS-ISGE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Laboratoire Nanotechnologies et Nanosystèmes [Sherbrooke] (LN2), Université de Sherbrooke (UdeS)-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-École Supérieure de Chimie Physique Électronique de Lyon (CPE)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), and Sonneville, Camille
Subjects: [SPI.NANO] Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, [SPI.NRJ] Engineering Sciences [physics]/Electric power
Abstract: International audience
Published: 2021

14. Développement technologique d'un HEMT normally- off avec une grille à barrière P-GaN

Author: Haloui, Chaymaa, Toulon, Gaëtan, Tasselli, Josiane, Cordier, Yvon, Frayssinet, Éric, Isoird, Karine, Morancho, Frédéric, GAVELLE, Mathieu, Équipe Intégration de Systèmes de Gestion de l'Énergie (LAAS-ISGE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Exagan, Centre de recherche sur l'hétéroepitaxie et ses applications (CRHEA), Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015 - 2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015 - 2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA), CEA Tech en régions (CEA-TECH-Reg), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA), Isoird, Karine, Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)
Subjects: gravure d'AlGaN, AlGaN/GaN, RIE, [SPI.NANO] Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, P-GaN, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, normally-off, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, [SPI.TRON] Engineering Sciences [physics]/Electronics, HEMT, [SPI.NRJ] Engineering Sciences [physics]/Electric power, [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics
Abstract: National audience; Les travaux portent sur la réalisation technologique d’un HEMT AlGaN/GaN normally-off avec une grille à barrière P-GaN. Des résultats de simulation ont montré que la tension de seuil de cette structure peut atteindre une valeur supérieure à 2 V et qu’elle est liée à la profondeur de gravure de la couche d’AlGaN. Nous avons développé une recette de gravure sèche avec une faible vitesse permettant un contrôle de gravure d’ordre nanométrique avec une rugosité de surface satisfaisante.
Published: 2020

15. Développement technologique d'un HEMT normally-off avec une grille à barrière P-GaN

Author: Haloui, Chaymaa, Tasselli, Josiane, Isoird, Karine, Trémouilles, David, Austin, Patrick, Gavelle, Mathieu, Morancho, Frédéric, Équipe Intégration de Systèmes de Gestion de l'Énergie (LAAS-ISGE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, CEA Tech en régions (CEA-TECH-Reg), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), and Université de Toulouse (UT)
Subjects: [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: National audience
Published: 2019

16. Variation de la résistance de contact métal/semi-conducteur dans une structure HEMT GaN sous illumination UV

Author: HACHEM, Dany, Trémouilles, David, Morancho, Frédéric, Toulon, Gaëtan, Équipe Intégration de Systèmes de Gestion de l'Énergie (LAAS-ISGE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université de Lorraine [UL], ANR-11-LABX-0014,GANEX,Réseau national sur GaN(2011), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Université Toulouse 1 Capitole (UT1)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Exagan, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and ANR-11-LABX-0014/11-LABX-0014,GANEX,Réseau national sur GaN(2011)
Subjects: contact métal/semi-conducteur, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, résistance à l’état passant, illumination UV, TLM, piégeage, résistance à l'état passant, HEMT, GaN, [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics
Abstract: International audience; Malgré la potentialité des composants de puissance HEMT en nitrure de gallium dans le domaine de l'électronique de puissance, de nombreux problèmes de fiabilité limitent encore les performances électriques théoriquement atteignables et nécessitent donc un effort d'analyse et de compréhension. La caractérisation de la résistance à l'état passant de ces transistors est nécessaire pour comprendre la dynamique de certains phénomènes tels que le piégeage. La dégradation de cette résistance a été toujours attribuée au piégeage dans le canal 2DEG, sans tenir compte des contributions possibles des contacts source et drain (métal/semi-conducteur). Dans ce travail, des mesures de résistance, avec et sans illumination UV, sont effectuées sur deux options technologiques différentes pour mettre en évidence l'effet de l'illumination sur les résistances de contact de certains procédés technologiques.
Published: 2018

17. Première démonstration expérimentale d’un interrupteur HEMT normally-off en GaN avec une région P-GaN enterrée

Author: Chapelle, Audrey, Frayssinet, Éric, Cordier, Yvon, Spiegel, Yohann, Benmosfeta, Leïla, Trémouilles, David, Isoird, Karine, Morancho, Frédéric, Tasselli, Josiane, Austin, Patrick, HACHEM, Dany, Haloui, Chaymaa, Équipe Intégration de Systèmes de Gestion de l'Énergie (LAAS-ISGE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Centre de recherche sur l'hétéroepitaxie et ses applications (CRHEA), Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA), Ion Beam Services, industriel, CEA Tech Languedoc-Roussillon Midi-Pyrénées, CEA Tech en régions (CEA-TECH-Reg), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Université de Lorraine [UL], Université Toulouse 1 Capitole (UT1)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), Ion Beam Services (IBS), CEA Tech Occitanie (DOCC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and COMUE Université Côte d'Azur (2015 - 2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015 - 2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)
Subjects: [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, Interrupteur puissance, normally-off, HEMT, GaN, [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics
Abstract: International audience; Un nouveau concept d'interrupteur de puissance HEMT en GaN présentant la fonctionnalité « normally-off » est expérimentalement validé. L'introduction d'une couche P-GaN suffisamment dopée (autour de 2 x 1018 cm-3) au sein de la couche buffer GaN NID, en-dessous de l'électrode de grille et sous l'interface AlGaN / GaN, permet d'obtenir une tension de seuil positive de 0,8 V, soit un décalage significatif supérieur à 6 V par rapport à celle d'un HEMT conventionnel « normally-on ».
Published: 2018

18. DC Gate Leakage Current Model Accounting for Trapping Effects in AlGaN/GaN HEMTs

Author: Rodríguez, Raúl, primary, González, Benito, additional, García, Javier, additional, Toulon, Gaetan, additional, Morancho, Frédéric, additional, and Núñez, Antonio, additional
Published: 2018
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19. Mesure de résistance dynamique de HEMT en GaN à l'échelle de la centaine de nanosecondes

Author: MARCAULT, Emmanuel, Trémouilles, David, Isoird, Karine, Toulon, Gaëtan, Morancho, Frédéric, GAVELLE, Mathieu, CEA Tech Occitanie (DOCC), CEA Tech en régions (CEA-TECH-Reg), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Équipe Intégration de Systèmes de Gestion de l'Énergie (LAAS-ISGE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), CEA Tech Languedoc-Roussillon Midi-Pyrénées, Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Subjects: [SPI]Engineering Sciences [physics], Composants semi-conducteurs de puissance
Abstract: International audience; Les nouveaux composants HEMT en GaN de puissance offrent des performances très intéressantes (haute tension, courant élevés, faible résistance à l'état passant, commutation rapide). Toutefois, le matériau GaN contient encore quelques défauts qui constituent des pièges de porteurs, conduisant à des phénomènes dynamiques qui peuvent être difficiles à mesurer, en particulier aux temps courts. Afin de pouvoir étudier ces phénomènes, nous avons mis au point un banc expérimental permettant de mesurer l'évolution de la résistance à l'état passant du composant en fonction du temps, quelques dizaines de nanosecondes après sa mise en conduction pour des tensions bloquées jusqu'à 1200V. L'utilisation de ce nouvel outil est illustrée sur des composants commerciaux. Des hypothèses sont proposées pour expliquer le comportement observé.
Published: 2016

20. Design optimisation of the deep trench termination for superjunction power devices

Author: Noblecourt, Sylvain, Morancho, Frédéric, Isoird, Karine, Austin, Patrick, Tasselli, Josiane, Équipe Intégration de Systèmes de Gestion de l'Énergie (LAAS-ISGE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Subjects: [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics
Abstract: International audience
Published: 2015

21. Un interrupteur GaN HEMT normally-off grâce à des ions fluor implantés sous l'interface AlGaN/GaN

Author: Hamady, Saleem, Morancho, Frédéric, BEYDOUN, Bilal, Austin, Patrick, GAVELLE, Mathieu, Équipe Intégration de Systèmes de Gestion de l'Énergie (LAAS-ISGE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Université Libanaise, CEA Tech en régions (CEA-TECH-Reg), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Lebanese University [Beirut] (LU), Université Libanaise (UL-GET/LPE), CEA Tech Languedoc-Roussillon Midi-Pyrénées, Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), and CEA Tech Occitanie (DOCC)
Subjects: simulations à éléments finis, High Electron Mobility Transistor (HEMT), [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, composants à large bande interdite, TCAD simulation, Gallium Nitride (GaN), [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, fluorine implantation, Normally-off, Nitrure de Gallium (GaN), [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics
Abstract: National audience; AlGaN/GaN HEMTs are very promising candidates for high frequency applications with high power and low noise. Unfortunately, while switching applications strongly demand normally-off operation, conventional HEMTs are normally-on. For the sake of achieving normally-off HEMTs, several structures have been proposed. One of the major normally-off HEMTs uses fluorine implantation in the AlGaN layer. We suggest in this work the implantation of fluorine ions under the AlGaN/GaN interface only below the gate electrode rather than implanting in the AlGaN layer. Simulation results show that the proposed method is capable of achieving normally-off operation and more effective when it comes to the fluorine concentration required to obtain the desired threshold voltage. Neither the vertical breakdown voltage, nor the off-state current are affected by this approach.; Les HEMTs en AlGaN/GaN sont des candidats prometteurs pour les applications forte puissance, haute fréquence et faible bruit. Grâce au champ électrique critique élevé du GaN et à la haute mobilité électronique dans le gaz bidimensionnel (2DEG) du HEMT, ce composant peut afficher des tenues en tension et des fréquences de commutation élevées ainsi que des résistances à l'état passant faibles, dépassant ainsi les limites des composants conventionnels en silicium. Alors que les applications de commutation de puissance nécessitent très souvent des composants normally-off, les HEMTs conventionnels ont un fonctionnement normally-on. C'est pourquoi plusieurs structures de HEMTs normally-off ont été proposées récemment dans la littérature, l'une d'entre elles utilisant l'implantation de fluor dans la couche d'AlGaN. Dans ce travail, nous suggérons d'implanter les ions fluor non pas dans l'AlGaN mais dans la couche de GaN, sous l'interface AlGaN/GaN et seulement sous l'électrode de grille. Les résultats de simulations montrent que la méthode proposée permet d'obtenir un fonctionnement normally-off. En outre, cette méthode semble être plus efficace, notamment en terme de concentration du fluor implanté, qui est le paramètre d'ajustement permettant d'obtenir la tension de seuil souhaitée.
Published: 2014

22. Optimisation de la diode à Superjonction à tranchées profondes pour des applications à 600V

Author: Noblecourt, Sylvain, Tasselli, Josiane, Morancho, Frédéric, Isoird, Karine, Austin, Patrick, Dubreuil, Pascal, Lecestre, Aurélie, Équipe Intégration de Systèmes de Gestion de l'Énergie (LAAS-ISGE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Service Techniques et Équipements Appliqués à la Microélectronique (LAAS-TEAM), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), and Université de Toulouse (UT)
Subjects: Terminaison à tranchées profondes, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, superjunction diode, deep trench termination, Diode à Superjonction, BenzoCycloButène, [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics
Abstract: International audience; The purpose of this paper is to present the Deep Trench SuperJunction Diode (DT-SJDiode) optimization and realization with a 600V breakdown voltage. We present technological and geometrical parameters influences on the breakdown voltage with simulations performed with Sentaurus TCAD. Previous works allowed to validate some critical technological process steps and to create a technological process for 1200V breakdown voltage applications. The main point here is to optimize those process steps (trench verticality, termination fulfilling...), which have an important influence on the electrical properties, in order to fabricate a 600V breakdown voltage DT-SJDiode.; L'objectif de ce papier est de présenter l'optimisation et la réalisation d'une diode à Superjonction et à tranchées profondes et de sa terminaison (DT-SJDiode) pouvant tenir des tensions de 600 V à l'état bloqué. Nous étudierons l'influence des paramètres technologiques et géométriques sur la tenue en tension à partir de simulations effectuées sous Sentaurus TCAD. Des travaux précédents ont permis de valider certaines étapes technologiques et de dégager un procédé de fabrication pour des applications à 1200V. Il s'agit ici d'optimiser ces différentes étapes qui influent sur les paramètres électriques (verticalité des tranchées, remplissage des tranchées de terminaison de jonction, …) pour des applications à 600V.
Published: 2014

23. Durcissement des IGBT planar contre le déclenchement de ' Single-Event Burnout '

Author: Zerarka, Moustafa, Austin, Patrick, Morancho, Frédéric, Isoird, Karine, Tasselli, Josiane, Phulpin, Tanguy, Équipe Intégration de Systèmes de Gestion de l'Énergie (LAAS-ISGE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Subjects: [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, radiations, ions lourds, IGBT, protection Silicium
Abstract: Composants (semi-conducteurs de puissance, passifs); National audience; Dans ce travail, nous proposons des solutions de durcissement contre les radiations afin d'augmenter les zones de sécurité de fonctionnement (SOA) des composants de puissance comme les IGBT. Nous présentons certaines modifications, réalisées au niveau design, permettant la désensibilisation contre les phénomènes de déclenchement liés aux structures parasites, afin d'améliorer la tenue aux radiations des composants de puissance à grilles isolées.
Published: 2014

24. Optimisation de la diode à Superjonction et à tranchées profondes pour des applications à 600V

Author: Noblecourt, Sylvain, Tasselli, Josiane, Morancho, Frédéric, Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), and Université de Toulouse (UT)
Subjects: [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power
Abstract: L'objectif de ce papier est de présenter l'optimisation et la réalisation d'une diode à Superjonction et à tranchées profondes et de sa terminaison (DT-SJDiode) pouvant tenir des tensions de 600 V à l'état bloqué. Nous étudierons l'influence des paramètres technologiques et géométriques sur la tenue en tension à partir de simulations effectuées sous Sentaurus TCAD. Des travaux précédents ont permis de valider certaines étapes technologiques et de dégager un procédé de fabrication pour des applications à 1200V. Il s'agit ici d'optimiser ces différentes étapes qui influent sur les paramètres électriques (verticalité des tranchées, remplissage des tranchées de terminaison de jonction, ...) pour des applications à 600V.
Published: 2014

25. Normally-Off AlGaN/GaN HEMT using fluorine implantation below the channel

Author: Hamady, Saleem, Morancho, Frédéric, BEYDOUN, Bilal, Austin, Patrick, Gavelle, Mathieu, Équipe Intégration de Systèmes de Gestion de l'Énergie (LAAS-ISGE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Université Libanaise, CEA Tech en régions (CEA-TECH-Reg), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Subjects: simulations à éléments finis, High Electron Mobility Transistor (HEMT), [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, composants à large bande interdite, TCAD simulation, Gallium Nitride (GaN), [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, fluorine implantation, Normally-off, Nitrure de Gallium (GaN), [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics
Abstract: National audience; AlGaN/GaN HEMTs are very promising candidates for high frequency applications with high power and low noise. Unfortunately, while switching applications strongly demand normally-off operation, conventional HEMTs are normally-on. For the sake of achieving normally-off HEMTs, several structures have been proposed. One of the major normally-off HEMTs uses fluorine implantation in the AlGaN layer. We suggest in this work the implantation of fluorine ions under the AlGaN/GaN interface only below the gate electrode rather than implanting in the AlGaN layer. Simulation results show that the proposed method is capable of achieving normally-off operation and more effective when it comes to the fluorine concentration required to obtain the desired threshold voltage. Neither the vertical breakdown voltage, nor the off-state current are affected by this approach.; Les HEMTs en AlGaN/GaN sont des candidats prometteurs pour les applications forte puissance, haute fréquence et faible bruit. Grâce au champ électrique critique élevé du GaN et à la haute mobilité électronique dans le gaz bidimensionnel (2DEG) du HEMT, ce composant peut afficher des tenues en tension et des fréquences de commutation élevées ainsi que des résistances à l'état passant faibles, dépassant ainsi les limites des composants conventionnels en silicium. Alors que les applications de commutation de puissance nécessitent très souvent des composants normally-off, les HEMTs conventionnels ont un fonctionnement normally-on. C'est pourquoi plusieurs structures de HEMTs normally-off ont été proposées récemment dans la littérature, l'une d'entre elles utilisant l'implantation de fluor dans la couche d'AlGaN. Dans ce travail, nous suggérons d'implanter les ions fluor non pas dans l'AlGaN mais dans la couche de GaN, sous l'interface AlGaN/GaN et seulement sous l'électrode de grille. Les résultats de simulations montrent que la méthode proposée permet d'obtenir un fonctionnement normally-off. En outre, cette méthode semble être plus efficace, notamment en terme de concentration du fluor implanté, qui est le paramètre d'ajustement permettant d'obtenir la tension de seuil souhaitée.
Published: 2014

26. Anisotropic Deep Reactive Ion Etching without Aspect Ratio Dependence Etching for silicon power devices

Author: Lecestre, Aurélie, Dubreuil, Pascal, Noblecourt, Sylvain, Tasselli, Josiane, Imbernon, Éric, Morancho, Frédéric, Service Techniques et Équipements Appliqués à la Microélectronique (LAAS-TEAM), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Équipe Intégration de Systèmes de Gestion de l'Énergie (LAAS-ISGE), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Subjects: Deep Trench, high aspect ratio, etching, ARDE effect, [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics
Abstract: International audience; We present the optimization of the critical etching step for the fabrication of silicon Deep Trench-SuperJunction (DT-SJ) Diodes in order to obtain breakdown voltages of 1200V. The influence of the technological parameters on electrical performances has been studied by simulations, showing the importance of trenches verticality and width. The aim is to fabricate an array of trenches of 6 µm-width and 110µm-depth near to junction termination trenches of 80um width. The main challenge for etching deep trenches in silicon is high anisotropy with high aspect ratio: we studied the influence of DRIE passivation time on Critical Dimension loss. ARDE effect (Aspect Ratio Dependent Etching) has been reduced by using a thermal silicon oxide mask: SiO2 thicknesses have been determined in order to obtain the same depth whatever the trench aperture.
Published: 2014

27. Hybrid normally-off AlGaN/GaN HEMT using GIT technique with a p-region below the channel

Author: Hamady, Saleem, Morancho, Frédéric, Beydoun, Bilal, Austin, Patrick, Gavelle, Mathieu, Équipe Intégration de Systèmes de Gestion de l'Énergie (LAAS-ISGE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, GET-LPE, Université Libanaise, Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), and Université de Toulouse (UT)
Subjects: normally-off, Gallium nitride, Gate Injection Transistor, HEMT, [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics
Abstract: International audience; Gallium nitride based High Electron Mobility Transistors (HEMT) are powerful candidates for high frequency and high power applications. Unfortunately, while switching applications demand normally-off operation, these devices are normally-on. In this paper, after calibrating the simulator using experimental data, we address the advantages and drawbacks of two normally-off HEMT devices: the previously proposed Gate Injection Transistor (GIT) and our newly proposed HEMT with a p-GaN region below the channel. Afterwards, an hybrid normally-off HEMT is proposed, combining both techniques, aiming to merge their advantages and remedying their drawbacks.
Published: 2014

28. HEMT with fluorine implanted below the AlGaN/GaN interface for normally-off operation

Author: Hamady, Saleem, Morancho, Frédéric, Beydoun, Bilal, Austin, Patrick, Gavelle, Mathieu, Équipe Intégration de Systèmes de Gestion de l'Énergie (LAAS-ISGE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), GET-LPE, Université Libanaise, Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Subjects: Wide bandgap devices, High Electron Mobility Transistor (HEMT), TCAD Simulation, Gallium Nitride (GaN), Normally-off, [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics
Abstract: 2 pages; International audience; AlGaN/GaN HEMTs are promising candidates for high frequency applications with high power and low noise. While switching applications demand normally-off operation, conventional HEMTs are normally-on. To achieve normally-off HEMTs, several structures have been proposed. One of the major normally-off HEMTs uses fluorine implantation in the AlGaN layer. We suggest in this work the implantation of fluorine ions under the AlGaN/GaN interface only below the gate electrode rather than implanting in the AlGaN layer. Simulation results show that the proposed method is capable of achieving normally-off operation and is more effective when it comes to the fluorine concentration required to obtain a desired threshold voltage
Published: 2014

29. AlGaN/GaN MIS-HEMT gate structure improvement using Al2O3 deposited by PEALD

Author: Meunier, Richard, Torres, Alphonse, Charles, Matthew, Morvan, Erwan, Plissonnier, Marc, Morancho, Frédéric, Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (CEA-LETI), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Équipe Intégration de Systèmes de Gestion de l'Énergie (LAAS-ISGE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Subjects: C(V), Al2O3, thermal ALD, AlGaN/GaN heterostructures, gate dielectric, plasma enhanced ALD, MIS structures, [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics
Abstract: International audience; The enhancement of electric properties of MIS structures on an AlGaN/GaN heterostructure using Al2O3 a gate dielectric are investigated using C(V) and Id(Vg) measurements. The Al2O3 layer was deposited using two types of atomic layer deposition (ALD) techniques: thermal ALD and plasma enhanced ALD. Using PEALD over thermal ALD led to an increase of the threshold voltage Vth of 4V, and the suppression of non-uniform C(V) behavior by reducing traps at the Al2O3/AlGaN interface. Gate leakage current was also reduced by 6 decades and an Ion/Ioff ratio of 109 was achieved, with a subthreshold slope of 81mV/decades. Further improvements were achieved by gate recess etching before the high-k deposition through BCl3 reactive ion etching (RIE). We were able to further increase Vth by 4V while reducing gate leakage current, achieving a 1010 Ion/Ioff ratio, without degrading the subthreshold slope and the abruptness of the transition.
Published: 2013

30. Analysis and optimization of a novel high voltage striped STI-LDMOS transistor on SOI CMOS technology

Author: Toulon, Gaëtan, Cortes, Ignacio, Morancho, Frédéric, Bourennane , Abdelhakim, Isoird, Karine, Équipe Intégration de Systèmes de Gestion de l'Énergie (LAAS-ISGE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), and Université de Toulouse (UT)
Subjects: SOI, safe operating area, TCAD simulations, gate-to-drain capacitance, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Shallow Trench Isolation, LDMOS transistor
Abstract: International audience; This paper analyses the static and dynamic characteristics of a novel n-type lateral-double-diffused MOS (LDMOS) with a striped Shallow Trench Isolation (STI) structure - called Striped STI-LDMOS - for switching applications in the 100-150 voltage range by means of 3D TCAD numerical simulations. The proposed structure based on a 0.18μm SOI CMOS technology and defined with STI strips and gate field plate fingers located on top of the defined STI, exhibits much lower gate-to-drain (CGD) capacitances and gate charge (Qg) and a better electrical safe operating area (SOA) as compared with a conventional STILDMOS counterpart.
Published: 2012

31. Analysis study of sensitive volume and triggering criteria of SEB in super-junction MOSFETs

Author: Zerarka, Moustafa, Austin, Patrick, Morancho, Frédéric, Isoird, Karine, Arbess, Houssam, Tasselli, Josiane, Équipe Intégration de Systèmes de Gestion de l'Énergie (LAAS-ISGE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), and Université de Toulouse (UT)
Subjects: triggering criteria, TCAD simulations, SEB, SOA, sensitive volume, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Power MOSFET, Super-Junction MOSFET
Abstract: International audience; Power MOSFETs are more and more used in atmospheric and space applications. Thus, it is essential to study the influence of the natural radiation environment (NRE) on the electrical behavior of standard and Super-Junction (SJ) MOSFETs. 2D numerical simulations are performed to define the sensitive volume and triggering criteria of SEBs (Single Event Burn-out) for standard and superjunction MOSFETs for different configurations of ionizing tracks. The analysis of the results allows a better understanding of the SEB mechanism in each structure and allows the behaviour and robustness comparison for these two technologies under heavy-ion irradiation.
Published: 2012

32. Vers une filière et un support de conception EDA (Electronic Design Automation) des fonctions de coupure spécifiques

Author: Gineste, Christophe, Bouchet, Thierry, Gatti, Olivier, Crébier, Jean-Christophe, Austin, Patrick, Rouger, Nicolas, Bourennane , Abdelhakim, Morancho, Frédéric, Breil-Dupuy, Marie, ADIS Innovation, ADIS, Laboratoire de Génie Electrique de Grenoble (G2ELab), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), and Université de Toulouse (UT)
Subjects: [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power
Abstract: National audience; Afin de répondre aux nouveaux défis de la gestion optimale de l'énergie électrique orientés vers les moyennes et hautes tensions, ADIS Innovation développe une filière technologique d'intégration monolithique. Autour d'un cœur technologique qualifié et à l'aide d'outils de conception EDA (Electronic Device Automation), ADIS est en mesure de fournir des produits industriels qualifiés intégrant des fonctions de coupures et adaptées aux conditions de packaging et de mises en œuvre innovantes pour répondre au exigences en termes d'intégration, de fiabilité et de performance énergétique. D'abord validée sur silicium, cette filière sera ensuite déclinée sur les matériaux à large bande interdite -- grand gap -- (SiC, GaN).
Published: 2012

33. Enhancement mode HEMT using fluorine implantation below the channel

Author: Hamady, Saleem, primary, Morancho, Frédéric, additional, Beydoun, Bilal, additional, Austin, Patrick, additional, and Gavelle, Mathieu, additional
Published: 2015
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34. Design and realization of deep trench superjunction diode for 600V applications

Author: Noblecourt, Sylvian, primary, Tasselli, Josiane, additional, Morancho, Frédéric, additional, Isoird, Karine, additional, Austin, Patrick, additional, Dubreuil, Pascal, additional, and Lecestre, Aurélie, additional
Published: 2014
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35. A new junction termination technique: The Deep Trench Termination (DT²)

Author: Théolier, Loïc, Mahfoz-Kotb, Hicham, Isoird, Karine, Morancho, Frédéric, Équipe Intégration de Systèmes de Gestion de l'Énergie (LAAS-ISGE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Subjects: [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power
Abstract: International audience; Numerous techniques have been used to improve the voltage handling capability of high voltage power devices with the aim to obtain the breakdown of a plane junction. In this work, a new concept of low cost, low surface and high efficiency junction termination for power devices is presented and experimentally validated. This termination is based on a large and deep trench filled by BCB (BenzoCycloButene) associated to a field plate. Simulation results show the important impact of trench design and field plate width on termination performances. The experimental breakdown voltage of this Deep Trench Termination (DT2) is close to 1300 Volts: this value validates not only the concept of the DT2 but also the choice of the BCB as a good dielectric material for this termination.
Published: 2009

36. Étude de faisabilité d'une terminaison de jonction basée sur des tranchées profondes pour des composants haute tension (1200 V)

Author: Mahfoz-Kotb, Hicham, Théolier, Loïc, Morancho, Frédéric, Isoird, Karine, Dubreuil, Pascal, Do Conto, Thierry, Équipe Intégration de Systèmes de Gestion de l'Énergie (LAAS-ISGE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Service Techniques et Équipements Appliqués à la Microélectronique (LAAS-TEAM), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), and Université de Toulouse (UT)
Subjects: [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics
Abstract: National audience; Nous présentons ici l'étude de la faisabilité d'une nouvelle terminaison de jonction utilisant une tranchée profonde de 70 m de large et de 100 m de profondeur remplie par un matériau diélectrique. Les simulations, avec Sentaurus TCAD, ont montré une tenue en tension supérieure à 1200 V pour cette terminaison. Le remplissage de la tranchée de terminaison par un diélectrique étant indispensable, nous avons donc étudié la possibilité d'utiliser un polyimide à faible constante diélectrique. Outre ses bonnes caractéristiques électriques, le BenzoCycloButene (BCB) a permis un bon remplissage des tranchées profondes. Enfin, nous avons étudié le polissage du BCB par la technique de polissage mécano-chimique (CMP) dans le but d'aplanir et éventuellement de supprimer l'excès de BCB sur la surface de la plaque. En utilisant une suspension de polissage d'un pH 2,5 (acide), nous avons obtenu une vitesse de gravure par polissage d'environ 0,24 m/min pour le BCB. L'état de surface du BCB après CMP présente une rugosité, Ra, de 1,04 nm mesurée par AFM.
Published: 2008

37. Étude paramétrique des performances statiques du transistor DT-SJMOS 1200 V

Author: Théolier, Loïc, Mahfoz-Kotb, Hicham, Isoird, Karine, Morancho, Frédéric, Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), and Université de Toulouse (UT)
Subjects: [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics
Abstract: National audience; Dans cet article, nous présentons l'étude paramétrique des performances statiques du transistor DT-SJMOS. Nous rappelons, dans un premier temps, la structure du transistor ainsi que ses caractéristiques technologiques. La structure est ensuite simulée à l'aide du logiciel TCAD Sentaurus dans le but d'étudier la sensibilité de ses performances statiques en fonction de la variation de différents paramètres géométriques et technologiques. Il s'avère que les variations technologiques dans le volume de la structure sont néfastes à sa tenue en tension, alors que la géométrie de surface influence peu le comportement.
Published: 2008

38. Le Nitrure de Gallium : un Matériau d'Avenir pour la Conception de Composants de Puissance Haute Tension et Haute Température

Author: Al Alam, Elias, Cazarré, Alain, Morancho, Frédéric, Isoird, Karine, Cordier, Yvon, Équipe Intégration de Systèmes de Gestion de l'Énergie (LAAS-ISGE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Centre de Recherche sur l'Hétéro-Epitaxie et ses Applications, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Subjects: [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics
Abstract: National audience; Les potentialités désormais bien reconnues du Nitrure de Galium sur un large champ d'applications, alliées à la levée de bon nombre de verrous technologiques en font un matériau particulièrement intéressant en électronique de puissance, notamment pour des applications haute tension et/ou haute température. Dans cet article, nous mettons en avant les atouts dans ce domaine au moyen de résultats issus de simulations aux éléments finis, menées sur des dispositifs élémentaires de type Jonction PN et Transistor NMOS.
Published: 2008

39. The DT-SJMOSFET : a new power MOSFET strucure for high-voltage applications

Author: Théolier, Loïc, Morancho, Frédéric, Isoird, Karine, Mahfoz-Kotb, Hicham, Tranduc, Henri, Équipe Intégration de Systèmes de Gestion de l'Énergie (LAAS-ISGE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Subjects: MOSFET, Power semiconductor devices, SuperJunction devices, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Simulation
Abstract: International audience; New hybrid vehicles will probably use high voltage batteries (150 to 200 Volts). For these future automotive applications, the development of 600 Volts power MOSFET switches exhibiting low on-resistance is desired. The "Deep Trench SuperJunction" MOSFET (DT-SJMOSFET) is one of the new candidates. In this paper, a comparative theoretical study, using 2D simulations, shows that the DT-SJMOSFET should be a challenger to the conventional SJMOSFET in terms of "specific on-resistance / breakdown voltage" trade-off. Simulations of the DT-SJMOSFET breakdown voltage versus the technological parameters exhibit the difficulties to fabricate the device. Finally, an original edge cell is proposed that contains the peripheral potential.
Published: 2007

40. Conception de transistors MOS haute tension (1200 Volts) à tranchées profondes

Author: Théolier, Loïc, Isoird, Karine, Morancho, Frédéric, Roig Guitart, Jaume, Équipe Intégration de Systèmes de Gestion de l'Énergie (LAAS-ISGE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Subjects: [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics
Abstract: National audience; Dans ce papier, une étude est proposée afin de trouver une alternative à la technologie IGBT 1200 Volts avec une technologie MOS innovante. Quatre technologies sont présentées et comparée : L'UMOSFET, l'OBUMOSFET, le SJVDMOSFET et le DTMOSFET. Une étude comparative, à l'aide de simulations 2D, des structures de même tenue en tension nous a permis d'écarter certaines technologies, incapable de concurrencer les performances statiques d'un IGBT 1200Volts
Published: 2006

41. Switching Performance of 65 Volts Vertical N-Channel FLYMOSFETs

Author: Théolier, Loïc, Isoird, Karine, Tranduc, Henri, Morancho, Frédéric, Roig Guitart, Jaume, Weber, Yann, Stefanov, E.N., Reynes, Jean Michel, Équipe Intégration de Systèmes de Gestion de l'Énergie (LAAS-ISGE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), and Université de Toulouse (UT)
Subjects: capacitance modeling, power MOSFET, gate charge, VDMOSFET, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, FLYMOSFET
Abstract: International audience; In this paper, the switching performance of 65 Volts vertical N-channel FLYMOSFETs is investigated for the first time and compared to a conventional VDMOSFET. It is shown that measurements of the different capacitances and the gate charge of the two divices are comparable. A 2D simulation study of two equivalent structures (i.e. FLYMOSFET and VDMOSFET exhibiting the same breakdown voltage) confirms that floating islands did not cause parasitic or new phenomenon, in the case of weakly doped islands.
Published: 2006

42. De nouvelles limites pour le compromis 'résistance passante spécifique/tenue en tension' des composants unipolaires de puissance

Author: Morancho, Frédéric, Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université Paul Sabatier - Toulouse III, ABLART G, Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Subjects: Tenue en tension, Limite du silicium, Specific On-resistance, Silicon limit, Transistor MOS de puissance, Breakdown voltage, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Résistance passante spécifique (Ron*S), Power MOSFET
Abstract: The "specific on-resistance / breakdown voltage" trade-off has always penalized static performance of conventional power MOS devices. Since 1997, new concepts, such as Superjunction, U-diode and FLI-diode, appeared in order to overcome the conventional silicon limits who seemed to be insuperable during the last 20 years. Two of these concepts (U-diode and FLI-diode) have been studied in this work and applied to lateral and vertical power MOSFETs. The most interesting concept for lateral MOSFETs is the U-diode concept : at low voltage range (below 100 Volts), several structures, named LUDMOS, exhibit an excellent "specific on-resistance / breakdown voltage" trade-off close to (and sometimes below) the silicon limit. The most interesting concept for vertical MOSFETs is the FLI-diode concept : actually vertical FLIMOSFETs exhibit breakdown voltages higher than that of the plane junction and specific on-resistances lower than the silicon limit. The technological realization of a 80 Volts FLIMOSFET for automotive applications has allowed the validation of this concept. Thanks to these new concepts, new limits have been defined for silicon : the conventional limit is now overcomed. The innovative solutions proposed have then shown that silicon still has a future in the "power devices and integration" field.; Le compromis entre la résistance passante spécifique et la tenue en tension a toujours été un point pénalisant les performances statiques des structures MOS de puissance conventionnelles. Depuis 1997, de nouveaux concepts, tels que la Superjonction, la U-diode et la FLI-diode, sont apparus pour dépasser les limites conventionnelles du silicium, qui apparaissaient depuis une vingtaine d'années comme "infranchissables". Deux de ces concepts sont issus de nos travaux de recherche : il s'agit de la U-diode et de la FLI-diode qui font l'objet de ce mémoire. Ces deux diodes ont été étudiées et leur principe de fonctionnement a été appliqué aux composants MOS de puissance latéraux et verticaux. Concernant les composants facilement intégrables, c'est-à-dire essentiellement les composants MOS latéraux, le concept le plus intéressant est celui de la U-diode : dans la gamme des basses tensions de claquage (en dessous de 100 Volts), plusieurs structures, nommées LUDMOS, présentent un excellent compromis entre résistance passante spécifique et tenue en tension proche et même parfois meilleur que la limite du silicium. Concernant les composants MOS verticaux, préférentiellement utilisés en tant que composants discrets, c'est le concept de la FLI-diode qui est apparu le plus "prometteur". En effet, les composants FLIMOS verticaux présentent des tenues en tension supérieures à celle de la jonction plane et des résistances passantes spécifiques fortement améliorées et inférieures à la limite du silicium. La réalisation technologique du premier transistor FLIMOS 80 Volts pour l'électronique automobile du futur (batteries 42 Volts) a permis la validation de ce concept. Grâce à ces nouveaux concepts, de nouvelles limites pour le silicium ont été définies : la limite conventionnelle est désormais dépassée. Les solutions innovantes proposées ont donc montré que le silicium avait encore de l'avenir dans le domaine des composants et de l'intégration de puissance.
Published: 2004

43. Validation expérimentale du concept des 'îlots flottants': réalisation d'une FLIdiodes verticale 95 volts

Author: Alves, Stéphane, Morancho, Frédéric, Reynes, Jean Michel, Margherita, J., Deram, I., Isoird, Karine, Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), and Université de Toulouse (UT)
Subjects: [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics
Abstract: National audience; Dans ce papier, le concept des "îlots flottants" a été implémenté sur silicium : pour la première fois une FLIDiode a été fabriquée. Les résultats expérimentaux confirment les simulations prédictives 2D : cette nouvelle diode affiche une importante tenue en tension (aux alentours de 95 Volts) avec une concentration de la couche épitaxiée de 1,1.1016 cm-3 qui est habituellement utilisée pour des composants 50 Volts. Ces mesures valident d'une part le concept des "îlots flottants" et, d'autre part, l'efficacité de la structure de bord qui sera utilisée dans la technologie FLIMOS : on peut donc espérer que la résistance spécifique à l'état passant du transistor FLIMOS sera considérablement réduite par rapport à celle du transistor VDMOS conventionnel.
Published: 2004

44. Experimental validation of the 'FLoating Island' concept: A 95 Volts Vertical breakdown voltage FLIDiode

Author: Alves, Stéphane, Morancho, Frédéric, Reynes, Jean Michel, Margherita, J., Deram, I., Isoird, Karine, Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Équipe Intégration de Systèmes de Gestion de l'Énergie (LAAS-ISGE), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), and Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole)
Subjects: Breakdown Voltage, Specific On-Resistance, Floating Island, Superjunction, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, FLIMOS
Abstract: International audience; In this paper, the "FLoating Island" concept has been implemented on silicon: a FLIDiode has been built for the first time. Experimental results confirm the predictive 2D simulations: this new diode exhibits an important breakdown voltage (about 95 Volts) with a N- epitaxial layer doping concentration (1.1 x 1016 cm-3) usually dedicated to 50 Volts devices. These measurements validate the "FLoating Island" concept and the efficiency of the original edge cell that will be used in the FLIMOS technology: it can be expected that the specific onresistance of the FLIMOSFET will be drastically reduced compared to the conventional VDMOSFET.
Published: 2004

45. Analysis study of sensitive volume and triggering criteria of single‐event burnout in super‐junction metal‐oxide semiconductor field‐effect transistors

Author: Zerarka, Moustafa, primary, Austin, Patrick, additional, Morancho, Frédéric, additional, Isoird, Karine, additional, Arbess, Houssam, additional, and Tasselli, Josiane, additional
Published: 2014
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46. Usages pédagogiques des exerciseurs multimédias : Quels apprentissages sont-ils possibles avec des exerciseurs multimédia en classe ? Réflexions théoriques et compte rendu d'une expérience

Author: Lermercier, Céline, Tricot, André, Chênerie, Isabelle, Marty Dessus, Didier, Morancho, Frédéric, and Sokoloff, Jérôme
Subjects: Education/ Computer-assisted education, [SHS.EDU]Humanities and Social Sciences/Education, Computer-assisted instruction, Multimedia systems in education, Education—Data processing, Enseignement assisté par ordinateur, Multimédias en éducation, Nouvelles technologies de l'information et de la communication, Education et informatique, Educational technologies, Information and communications technology
Abstract: Le PNER (1999-2001) mis en oeuvre par la Maison des Sciences de l'Homme et soutenu par le Ministère de l'Education Nationale, de la Recherche et de la Technologie, a analysé les évolutions des usages, proposé une réflexion sur les normes, travaillé la question juridique dans le domaine des TIC pour l'enseignement et la recherche.; Ce document fait partie d'un étude du PNER sur les usages pédagogiques des excerciseurs multimédias. Dans ce rapport, nous voudrions montrer qu'il y a un intérêt à concevoir des environnements d'apprentissage informatisés à partir de tâches scolaires. Nous utilisons pour cela un exemple de tâche scolaire (les exercices) dans un domaine de contenu (l'électricité) et avec certains apprenants (étudiants en 1ère année de DUT). Nous montrons, à partir d'une évaluation de différentes versions d'un exerciseur en travaux pratiques d'électricité, l'apport de technologies rudimentaires aux apprentissages réalisés et aux conditions de réalisation de ces apprentissages. Selon nous, une application éducative n'a pas à être obligatoirement innovante au niveau de son scénario pédagogique. Elle doit plutôt être : - utile : faire réellement apprendre ce que l'on veut faire apprendre ; - utilisable : facile à utiliser, ne posant pas de problèmes de prise en main, ne faisant pas perdre de temps, ne produisant pas des erreurs ou des bugs ; - acceptable : compatible avec les pratiques, les contraintes, les objectifs de la situation d'enseignement de référence. Accès au sommaire de l'étude du PNER : http://archive-edutice.ccsd.cnrs.fr/edutice-00000106
Published: 2002

47. Perfectionnements apportés aux diodes Schottky

Author: Cézac, N., Morancho, Frédéric, Tranduc, Henri, ROSSEL, Pierre, Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, CNRS, Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), and Université de Toulouse (UT)
Subjects: [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics
Published: 2000

48. Le transistor MOS de puissance à tranchées : modélisation et limites de performances

Author: Morancho, Frédéric, Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université Paul Sabatier - Toulouse III, P.ROSSEL, Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Subjects: Modélisation, Power VDMOSFET, Transistor VDMOS de puissance, Trench power MOSFET, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Transistor MOS de puissance à tranchées, Modelling, Simulation
Abstract: This thesis deals with the modelling and evaluation of performance of a new power device, referred to as the trench MOS transistor. More precisely, the development, as from the seventies onward, of the low voltage power MOS structures is first presented up to the advent of the trench MOSFET whose main properties are listed. Then, a study of mechanisms involved in the different zones of the device - i.e., static analysis under ON-state and OFF-state, dynamic analysis - is carried out. Based on this study, a model of this transistor is established for the electric circuit simulation software SPICE. Parameter acquisition procedures for this model are detailed. The model thus obtained is then validated on two families of various industrial power MOSFET's. Finally, the static and dynamice performance limits of VDMOS and trench MOS structures are surveyed and compared. It is primarly shown that in the field of low voltages, the trench MOSFET exhibits higher performance standards than the VDMOS structure in terms of specific on-resistance and cell integration density. Analytical studies along with the 2D simulations of these types of devices equally show that this superiority is bound to increase in the yeards to come.; Ce mémoire traite de la modélisation et de l'évaluation des performances d'un nouveau composant de puissance, le transistor MOS à tranchées. Plus précisément, on présente tout d'abord l'évolution des structures MOS de puissance basse tension depuis les années 70 jusqu'au transistor MOS à tranchées dont les principales propriétés sont énumérées. On réalise ensuite une étude des mécanismes - analyse statique à l'état passant et à l'état bloqué, analyse dynamique - intervenant dans les diverses zones du composant. Sur la base de cette étude, on établit un modèle de ce transistor pour le logiciel de simulation des circuits SPICE. Les procédures d'acquisition des paramètres de ce modèle sont précisées. Ce modèle ainsi obtenu est ensuite validé sur deux familles de divers composants MOS de puissance industriels. Enfin, les limites de performances statiques et dynamiques des transistors VDMOS et MOS à tranchées sont étudiées et comparées. Il est principalement montré que, dans le domaine des basses tensions, le transistor MOS à tranchées affiche des performances supérieures au transistor VDMOS en termes de résistance passante spécifique et de densité d'intégration. Les études analytiques et les simulations bidimensionnelles des deux types de composants montrent également que cette supériorité est appelée à s'accroître dans les années à venir.
Published: 1996

49. Conception de transistors MOS haute tension (1 200 volts) pour l'électronique de puissance

Author: Théolier, Loïc, primary, Mafoz Kobt, Hicham, additional, Izoird, Karine, additional, and Morancho, Frédéric, additional
Published: 2010
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50. Super-Junction PIN Photodiode to Integrate Optoelectronic Integrated Circuits in Standard Technologies: A Numerical Study

Author: Roig, Jaume, primary, Stefanov, Evgueniy, additional, and Morancho, Frédéric, additional
Published: 2007
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