Développement d’un banc de mesure par thermoreflectance pour les composants de puissance

Discipline

Electronique des Hautes Fréquences, Photonique et Systèmes

Classification

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

Thermoreflectance, Les transistors HEMT GaN, Constantes de temps thermiques, La réduction d’ordre, Analyse par éléments finis, Simulation thermique, Résistance thermique, Thermoreflectance transitoire, Méthode 3ω, Méthode grille à grille

Mots-clés

Transistors à effet de champ à dopage modulé - Propriétés thermiques,

Nitrure de gallium,

Thermoréflectance - Simulation par ordinateur,

Thermique - Simulation, Méthodes de

La forte demande de l'industrie électronique en termes de niveaux de puissance et de fréquences élevées a fortement encouragé le développement de la technologie des transistors HEMT en nitrure de gallium (GaN). Cependant, malgré les efforts accomplis sur d’optimisation thermique de ces composants par utilisation de substrats hautes performances tels que le SiC, la dégradation des performances électriques résultant de l'auto-échauffement du transistor dans les couches épitaxiées du dispositif pendant son fonctionnement reste un problème majeur. Dans ce travail, nous nous sommes intéressés à la thermique transitoire dans ces composants de puissance. Notre travail a été double. D’une part, à l'aide de la simulation numérique nous avons étudié théoriquement les constantes de temps mises en jeu en insistant à la fois sur l’influence de la couche la GaN et du substrat SiC mais également en examinant l’influence de la longueur de grille sur les performances thermiques des composants. Nous avons d’autre part mis en place pour la première fois au laboratoire, une mesure de température des HEMT GaN par thermoréflectance. Nous avons validé cette nouvelle approche par les méthodes électriques développées jusqu’alors au laboratoire. La thermoréflectance se révèle parfaitement complémentaire à nos autres outils de caractérisation thermique.