Application du procédé de thermomigration d'aluminium en phase liquide dans le silicium pour la réalisation de terminaisons de jonction de thyristors et de TRIACS

Application of liquid-state aluminium thermomigration in silicon for the realization of thyristor and TRIACS

• Auteur / Autrice : Amélie Audebert
• Direction : Gaël Gautier
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Electronique
• Date : Inscription en doctorat le 25/02/2022
• Etablissement(s) : Bourges, INSA Centre Val de Loire
• 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

Thyristor

Triac

Thermomigration

Tgzm

Résumé

Cette thèse vise à proposer une alternative industrielle à la réalisation de caissons d'isolation utilisés pour les composants de type thyristors / triacs en technologie Planar. Actuellement, la diffusion bore permet la réalisation de caissons d'isolation dans les composants de puissance mais avec un bilan thermique excessif, une centaine d'heures à environ 1300°C. La thermomigration de l'aluminium en phase liquide dans le silicium est une alternative intéressante pour la réalisation de ces caissons, avec une durée de procédé de l'ordre de quelques minutes à 1300°C. Cependant son industrialisation reste pour le moment impossible en raison de plusieurs verrous technologiques. Dans un premier temps, les problématiques posées par le procédé de thermomigration seront étudiées en s'appuyant sur des modélisations thermiques, des expérimentations et des caractérisations physico-chimiques. Dans un second temps, la réflexion portera sur son intégration dans une filière de fabrication de dispositifs de type thyristor/triac en technologie Planar à STMicroelectronics Tours.

The purpose of this thesis is to determine an industrial alternative to the realization of isolation walls used for thyristor / triac components in Planar technology. Currently, boron solid-state diffusion allows the realization of isolation walls in power components. This process, though, have an excessive thermal budget. The thermomigration of aluminum in silicon is an interesting alternative for the realization of these walls. Indeed, this process lasts a few minutes at 1300°C against a hundred hours for the boron diffusion . However, there are several remaining issues blocking its successful industrialization. First, the issues caused by the thermomigration process will be studied relying on thermal modelling, experiments and physico-chemical characterizations. Second, we will consider its integration into a manufacturing process for thyristor/TRIACS devices in STMicoelectronics Tours.