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Référence
SL-DRT-24-0727
Direction
DRT
Description du sujet de thèse
Domaine
Défis technologiques
Sujets de thèse
Développement de substrats innovants (de Ga2O3 transféré sur SiC) pour l’électronique de puissance
Contrat
Thèse
Description de l'offre
Améliorer l'efficacité des dispositifs de conversion d'énergie est un objectif majeur pour de nombreuses organisations internationales [1]. Les industries de l’électronique de puissance réalisent actuellement d'importants efforts de développement pour atteindre ces objectifs. En particulier, les récents progrès technologiques obtenus sur le carbure de silicium (SiC) montrent des architectures de substrats innovantes (film de SiC monocristallin transféré sur SiC polycristallin) sont très prometteuses industriellement [2-4]. Ces substrats permettent d'obtenir de meilleures performances tout en réduisant simultanément les impacts environnementaux. Avec ce sujet de thèse, nous proposons d'explorer de nouvelles frontières au-delà de ces développements récents, en étudiant un matériau encore très récent dans le domaine de l’électronique de puissance : l’oxyde de gallium (Ga2O3).
Les objectifs de recherche de ce sujet consistent à développer un substrat comportant une fine couche de Ga2O3 transférée sur un support en SiC polycristallin à l'aide de la technologie Smart Cut™ [5]. Cette architecture permettra de tirer parti de la forte valeur de la largeur de bande interdite et du fort champ électrique au claquage du matériau Ga2O3 tout en compensant sa faible conductivité thermique par celle du SiC. Des simulations numériques seront réalisées pour étudier les mécanismes de conduction électrique et thermique à travers l'interface Ga2O3/SiC. Parallèlement, la fabrication technologique de substrats bicouches sera mise au point en salle blanche afin, in fine, de pouvoir caractériser les performances électriques et thermiques d'une telle hétérostructure. Des caractérisations physico-chimiques avancées (imagerie TEM, Raman, SIMS, XRD…) seront utilisées pour compléter l’étude matériau d’une tel empilement.
[1] European Commission, Energy, Climate change, Environment, 2022. [Online]. Available: https://energy.ec.europa.eu/topics/energy-efficiency/energy-efficiency-targets-directive-and-rules_en
[2] S. Rouchier et al., Materials Science Forum, vol. 1062, pp. 131–135, 2022, doi: 10.4028/p-mxxdef.
[3] O. Bonnin, E. Guiot, and W. Schwarzenbach, Coumpound Semiconductor Issue, vol. 27, no. VI pp. 18-22, 2021. [Online]. Available: https://compoundsemiconductor.net/magazine#y2021
[4] G. Gelineau et al., Materials Science Forum, vol. 1089, pp. 71–79, 2023, doi: 10.4028/p-026sj4.
[5] M. Bruel and B. A. Auberton-Hervé, Jpn. J. Appl. Phys., vol. 36, no. 3S, p. 1636, 1997, doi: 10.1143/JJAP.36.1636.
Université / école doctorale
Electronique, Electrotechnique, Automatique, Traitement du Signal (EEATS)
Université Grenoble Alpes
Localisation du sujet de thèse
Site
Grenoble
Critères candidat
Formation recommandée
microelectroniqe
Demandeur
Disponibilité du poste
01/10/2024
Personne à contacter par le candidat
WIDIEZ Julie julie.widiez@cea.fr
CEA
DRT/DCOS//LIFT
17 avenue des Martyrs, 38054 Grenoble Cedex 9
+33 4 38 78 41 74
Tuteur / Responsable de thèse
EON David david.eon@neel.cnrs.fr
Institut Néel
UPR2940
25 rue des Martyrs, BP 166, 38042 Grenoble Cedex 9
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