Diodes à base de GaN pour circuits micro-ondes accordables

GaN based diodes for tunable microwave circuits

• Auteur / Autrice : Zihao Lyu
• Direction : Jérôme Billoue, Daniel Alquier
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Electronique
• Date : Inscription en doctorat le 01/11/2021
• Etablissement(s) : Tours
• Ecole(s) doctorale(s) : Energie, Matériaux, Sciences de la Terre et de l'Univers - EMSTU
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Groupe de recherche en Matériaux, Microélectronique, Acoustique et Nanotechnologies

Mots clés

Mots clés libres

Diode PIN

GaN

Rf

Commutateur RF

PIN diode

GaN

Rf

RF switch

Résumé

Dans cette thèse, deux types de composants seront étudiés, les diodes PIN (Positive Intrinsic Negative) et les diodes varicap (condensateur variable). Les principales différences entre ces deux types de diodes sont que les diodes PIN peuvent être assimilées à des résistances variables et permettent donc de réaliser des interrupteurs pour choisir un chemin pour le signal, son principe de fonctionnement est donc quantifié. Les diodes Varicap, peuvent être assimilées à des condensateurs variables et permettent ainsi de réaliser des circuits aux caractéristiques continuellement variables. Afin de réaliser ce type de diodes, certains défis doivent être relevés, notamment la réalisation de contacts ohmiques à faibles pertes sur du GaN de type p. Cette thèse se concentre tout d'abord sur l'optimisation du contact ohmique sur GaN et la caractérisation des interfaces entre les différentes couches de l'empilement, en utilisant des outils conventionnels (MEB, AFM, mesures électriques). Ensuite, en utilisant les conditions optimales de dépôt du contact ohmique, la fabrication et la mesure de diodes à base de GaN jusqu'à plusieurs GHz seront effectuées.

In this thesis, two types of components will be investigated, PIN diodes (Positive Intrinsic Negative) and varicap diodes (variable capacitor). Main differences between these two types of diodes is that PIN diodes can be assimilated to variable resistors and thus allows to realize switches to choose a path for the signal, its working principle is thus quantified. Varicap diodes, can be assimilated to variable capacitors and thus permits to realize circuit with continuously variable characteristics. In order to realize those kinds of diodes, some challenge need to be overcome, especially the realization of low losses ohmic contact on p-type GaN. This thesis will firstly focus of the optimization of the ohmic contact on GaN and the characterization of the interfaces between the different layers of the stack-up, using conventional tools (SEM, AFM, electrical measurements). Then, using the optimal conditions of ohmic contact deposition, fabrication and measurement of GaN based diodes up to several GHz will be done.