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Entité de rattachement
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• La conscience des responsabilités
• La coopération
• La curiosité
Référence
SL-DRT-24-0707
Direction
DRT
Description du sujet de thèse
Domaine
Défis technologiques
Sujets de thèse
Développement de fonctions intégrées en GaN pour la conversion d’énergie électrique
Contrat
Thèse
Description de l'offre
L'intégration des composants GaN (Nitrure de Gallium) dans les applications de puissance, nécessite de
prendre en compte la vitesse de commutation très rapide de ces transistors. Par ailleurs si l'on souhaite
commuter des courants de l'ordre plusieurs dizaines d'ampère il est indispensable de rapprocher au plus près
le circuit de commande des éléments de puissance. Ce rapprochement peut se faire de deux façons: intégrer
la puce de commande et la puce de puissance dans un même boitier ou intégrer ces deux éléments sur la
même puce.
La meilleure option étant la seconde, il est alors nécessaire de réaliser des fonctions logiques en GaN
permettant de concevoir un circuit de pilotage qui viendra s'intercalé entre les signaux de sortie d'un
microcontrôleur et le ou les transistors de puissance GaN.
Ce développement sera basé sur les briques technologiques réalisées au Leti à partir de composants à grille
enterrée MIS ( Métal, Isolant , Semi-conducteur) et permettra de valoriser cette technologie en montrant ses
avantages ( Vitesse de commutation ( quelques nanoseconde), fonctionnement à des température
(supérieures à 150°C)) par rapport à l’état de l’art.
Dans un premier temps, après une bibliographie approfondie sur le sujet il sera demandé de calibrer et utiliser
des modèles (de type Spice) de composants actifs et passifs pour simuler les fonctions logiques de base et
pour aider à la conception numérique complète du circuit de commande.
Une seconde partie consistera à réaliser le dessin du jeu de masques, suivi de la fabrication du circuit sur
puce intégrant la fonction de pilotage ainsi que les transistors de puissance.
Dans la suite, il sera demandé de caractériser électriquement le circuit dans un environnement proche d’une
application réelle. Cette étape sera suivie par une passe d’amélioration afin de fiabiliser et augmenter la
robustesse du circuit dans une gamme étendue de température et fréquence.
Université / école doctorale
Electronique, Electrotechnique, Automatique, Traitement du Signal (EEATS)
Université Grenoble Alpes
Localisation du sujet de thèse
Site
Grenoble
Critères candidat
Formation recommandée
Ecole d'ingénieur ou Master2 Science des matériaux, microélectronique
Demandeur
Disponibilité du poste
01/09/2024
Personne à contacter par le candidat
ESCOFFIER René rene.escoffier@cea.fr
CEA
DRT
CEA-LETI, 17 rue des martyrs,
F-38054 Grenoble
0438782425
Tuteur / Responsable de thèse
ALLARD Bruno bruno.allard@insa-lyon.fr
Laboratoire Ampère
INSA Lyon, Département Génie Electrique
Ampere-lab, UMR CNRS 5005
Site de l’INSA de Lyon
Bât Saint Exupéry
25 Avenue Jean Capelle - Villeurbanne
04 72 43 87 26
En savoir plus
https://www.leti-cea.fr/cea-tech/leti/Lists/Postdocs/StructuredDisplayForm.aspx?ID=248
https://www.leti-cea.fr