Approche duale de modélisation TCAD et de caractérisations électriques approfondies pour la détermination de la signature et de la localisation des pièges dans les HEMT GaN sur substrat SiC

Discipline

Electronique des hautes fréquences, photonique et systèmes

Classification

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

GaN HEMT, Pièges, Signature de pièges, TCAD simulation, Paramètres S BF, IDLTS, Densité spectrale du courant de bruit

Mots-clés

Semiconducteurs - Simulation par ordinateur,

Transistors à effet de champ à dopage modulé,

Nitrure de gallium,

Carbure de silicium

Les HEMT à base du GaN ont déjà démontré leur potentialité pour toutes les applications forte puissance et haute fréquence. Cependant, cette technologie souffre de limitations dues notamment à un mécanisme complexe de piégeage/dépiégeage de charges qui se produit dans le composant et reste encore aujourd’hui mal compris. Ce mécanisme de piégeage limite les performances RF et mais également la fiabilité du transistor. Dans ce travail, nous avons étudié les mécanismes issus de ce phénomène à l'aide de plusieurs méthodes de mesures approfondies (Paramètres S en basse fréquence, I-DLTS, densités spectrales de courant de bruit) qui nous ont permis d’extraire la signature des pièges. Grâce à de la simulation TCAD sur le logiciel de simulation Sentaurus, nous avons pu identifier l'emplacement physique de certains pièges dans le composant et comprendre les phénomènes physiques mis-en jeu. Cet apport fournira des informations efficaces pour les améliorations technologiques dans le futur.