Etude et conception de dispositifs MOS-Thyristor autoamorçables et à blocage commandé

Study and design of self-fired, controlled turn off mos-thyristor devices

• Auteur / Autrice : José Rios
• Direction : J.-L. SANCHEZ
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Semiconducteurs

Thyristors

Circuits électroniques

Conception et construction

Circuits électriques

MOS (électronique)

Informatique

Circuits intégrés

Résumé

Le travail presente dans ce memoire concerne l'integration de nouvelles fonctions interrupteurs basees sur le concept d'integration fonctionnelle. Dans nombreux convertisseurs d'energie electrique c'est la fonction duale du thyristor qui est utilisee. Aucun composant discret n'assure actuellement cette fonction qui est synthetisee a l'aide de dispositifs de type transistors (bipolaires, mos, igbt) de diodes et d'un circuit logique specifique. Dans le premier chapitre nous avons evalue les pontentialites offertes par le concept d'integration fonctionnelle pour integrer cette fonction. Nous nous sommes consacre a l'etude du cur de la fonction thyristor dual constitue par une association mos-thyristor a amorcage spontane et blocage commande dont la transposition dans le silicium conduit, soit a une architecture 4 couches, soit a une architecture 5 couches. Le deuxieme chapitre est consacre a l'etude et a la modelisation de ces deux structures. Une premiere approche analytique a permis de mettre en evidence l'influence des principaux parametres physiques et technologiques sur les caracteristiques electriques. Des simulations bidimensionnelles de ces structures effectuees avec le logiciel pisces base sur la resolution des equations de semiconducteurs, ont permis de verifier leur fonctionnalite et d'optimiser les parametres physiques et geometriques en fonction des caracteristiques electriques souhaitees. Dans la perspective de realiser ces dispositifs nous avons optimise, dans le troisieme chapitre, le processus technologique de fabrication a l'aide du logiciel de simulation suprem iv en fonction des parametres electriques et physiques precedemment definis. Pour la structure 4 couches des dispositifs multicellulaires test ont ete realises a partir d'un processus de fabrication mos-bipolaire du type igbt (ou thyristor mos). La caracterisation de ces elements tests nous a permis de verifier que l'autoamorcage est obtenu pour de faibles tension d'anode avec des courants de declenchement tres faibles