Développement de briques technologiques pour la réalisation de diodes schottky sur nitrure de gallium

Development of technological bricks for the achievement of gallium nitride based Schottky diodes

• Auteur / Autrice : Olivier Menard
• Direction : Daniel Alquier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Electronique
• Date : Soutenance le 25/11/2010
• Etablissement(s) : Tours
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Santé, sciences, technologies (Tours)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Laboratoire de microélectronique de puissance (Tours)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : École polytechnique universitaire (Tours)
• Jury : Président / Présidente : Christian Brylinski
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Frédéric Cayrel, Emmanuel Collard, Dominique Planson, Fabrizio Roccaforte
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Yvon Cordier, Frédéric Morancho

Mots clés

Mots clés contrôlés

Résistance des matériaux

Silicium -- Substrats

Nitrure de gallium

Diodes à barrière de Schottky

Mots clés libres

Contact ohmique

Résistance spécifique de contact

Briques technologiques

Résumé

Ce travail de thèse porte sur la réalisation d’une diode Schottky de puissance sur GaN épitaxié sur substrat saphir.La majeure partie du travail a été consacrée au développement du contact ohmique. Différentes conditions de fabrication ont été étudiées autour d’un contact basé sur l’empilement titane-aluminium. De bonnes résistances spécifiques de contact ont été obtenues sur du GaN de type n+ dopé in-situ (autour de 1x10-5 Ω.cm-2) ainsi que sur du matériau implanté silicium et sur des couches dopées in-situ mises à jour après gravure sèche. Nous avons également étudié le contact Schottky, au travers d’une structure simple : « Schottky To Schottky ».Les résultats issus de ces études sur les contacts nous ont permis de réaliser des diodes Schottky latérales et pseudo-verticales. Des hauteurs de barrière de plus de 1eV et des facteurs d’idéalité de 1,05 ont pu être mesurés sur les diodes pseudo-verticales avec, pour certaines, une tension de claquage de 600V.

This work deals with Schottky power diodes achievement mostly on GaN on sapphire substrate.A major part of this work has been dedicated to ohmic contact development. Many process parameters have been studied for a TiAl stack. Good results have been obtained on in-situ highly doped n-type GaN (around 1x10-5 Ω.cm-2) and also on silicon ion implanted GaN layer and on dry-etched in-situ doped GaN layers. Then we have studied Schottky contacts through a simple structure: “Schottky To Schottky”.Combining previous results, we have carried out planar and mesa Schottky diodes. Barrier heights above 1eV and ideality factors of 1.05 have been found on mesa structures with, for some of them, a breakdown voltage of 600V.