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Laboratoire d’analyse et d’architecture des systèmes

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85documents trouvés

18230
05/07/2018

Première démonstration expérimentale d’un interrupteur HEMT normally-off en GaN avec une région P-GaN enterrée

A.CHAPELLE, E.FRAYSSINET, Y.CORDIER, Y.SPIEGEL, L.B.BENMOSTEFA, D.TREMOUILLES, K.ISOIRD, F.MORANCHO, J.TASSELLI, P.AUSTIN, D.HACHEM, C.HALOUI

ISGE, CRHEA, Ion Beam Services, LCIP2, CEA TECH

Manifestation avec acte : Symposium de Génie Electrique ( SGE ) 2018 du 03 juillet au 05 juillet 2018, Nancy (France), Juillet 2018, 6p. , N° 18230

Lien : https://hal.laas.fr/hal-01848210

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Abstract

Un nouveau concept d'interrupteur de puissance HEMT en GaN présentant la fonctionnalité « normally-off » est expérimentalement validé. L'introduction d'une couche P-GaN suffisamment dopée (autour de 2 x 10 18 cm-3) au sein de la couche buffer GaN NID, en-dessous de l'électrode de grille et sous l'interface AlGaN / GaN, permet d'obtenir une tension de seuil positive de 0,8 V, soit un décalage significatif supérieur à 6 V par rapport à celle d'un HEMT conventionnel « normally-on ».

144283
18572
01/06/2018

Contribution to Silicon-Carbide-MESFET ESD robustness analysis

T.PHULPIN, K.ISOIRD, D.TREMOUILLES, P.AUSTIN, X. PERPINYA, J.LEON, M.VELLVEHI

ISGE, CNM

Revue Scientifique : IEEE Transactions on Device and Materials Reliability, Vol.18, N°2, pp.214-223, Juin 2018 , N° 18572

Lien : https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01740513

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Abstract

In this work, ElectroStatic Discharge (ESD) tests are performed on SiC MESFETs in order to understand their physical behavior and failure mechanisms during such stresses. The purpose is to point out advantages and drawbacks of this technology, paying special attention to aspects related to its possible commercialization and reliability. Three MESFETs designed to be integrated as a driver in monlithic SiC systems, featuring some ESD internal protection are investigated. Different configurations on ohmic and Schottky contacts are analyzed. Lock-in thermography is carried out for the physical failure location. With TCAD Sentaurus simulation, it allows to determine the nature of the defects on the damaged areas. Hypothesis on the failure mechanism as SiO 2 breakdown or SiC sublimation are presented. Solutions to increase the ESD robustness such as a Zener diode integration or the use of Al2O3 dielectric for passivation are therefore proposed in this article.

146662
17387
23/10/2017

Diamond Schottky diodes operating at 473 K

R.MONFLIER, K.ISOIRD, A.CAZARRE, J.TASSELLI, A.SERVEL, J.ACHARD, D.EON, M.J.VALDIVIA BIRNBAUM

ISGE, S4M, IBS, LSPM, NEEL

Revue Scientifique : EPE Journal, Vol.27, N°3, pp.118-124, Octobre 2017, DOI 10.1080/09398368.2017.1388625 , N° 17387

Lien : https://hal.laas.fr/hal-01618095

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Abstract

In this paper, we present current-voltage characteristics of vertical and pseudo-vertical Diamond Schottky diodes operating up to 473 K. The functionality rate is greater than 75% for each samples. For vertical diodes, current density at 473 K reaches 488 A/cm², while it is greater than 1000 A/cm² for pseudo-vertical diodes. Under reverse bias, the leakage current is less than 10−7 A/cm² at 50 V for all functional diodes. However, the high barrier height and high non-ideality factor observed are probably caused by high charges at the Diamond/Schottky contact interface. This article emphasizes the high reproducibility of the characteristics and the functionality rate at 473 K.

141323
15624
13/06/2016

Diodes Schottky diamant fonctionnant à 200°C

R.MONFLIER, K.ISOIRD, A.CAZARRE, J.TASSELLI, A.SERVEL, J.ACHARD, D.EON

ISGE, S4M, IBS, LSPM, NEEL

Manifestation avec acte : Symposium de Génie Electrique ( SGE ) 2016 du 07 juin au 09 juin 2016, Grenoble (France), Juin 2016, 6p. , N° 15624

Lien : https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01306823

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Résumé

Les caractéristiques courant-tension jusqu'à 200°C de diodes Schottky diamant verticales et pseudo-verticales réalisées dans le cadre du projet DIAMONIX2 sont présentées dans cet article. Sur les différents échantillons testés le taux de fonctionnalité est supérieur à 75%. Pour les diodes verticales la densité de courant atteint 488 A/cm 2 à 200°C, et un courant de fuite < 10-7 A/cm 2 à 50 V. Toutefois, la hauteur de barrière de 1,96 eV et le coefficient d'idéalité de 1,77 sont certainement causés par une densité de charge importante à l'interface diamant/contact Schottky.

136655
16183
07/06/2016

Robustesse de MESFET SiC face aux décharges électrostatiques

T.PHULPIN, D.TREMOUILLES, K.ISOIRD, P.AUSTIN, J.LEON, M.VELLVEHI, X. PERPINYA, X.JORDA

ISGE, CNM

Manifestation avec acte : Symposium de Génie Electrique ( SGE ) 2016 du 07 juin au 09 juin 2016, Grenoble (France), Juin 2016, 5p. , N° 16183

Lien : https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01310299

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Résumé

L'émergence des composants de puissance commercial en carbure de silicium (SiC) dans notre société s'accentue d'années en années mais certaines de leurs faiblesses perdurent. Dans ce travail nous étudierons l'impact de décharges électrosta-tiques (ESD) sur différents MESFET et nous montrerons que la faiblesse principale est intrinsèquement liée aux propriétés de son diélectrique de passivation le plus commun, le SiO2. Une analyse de ce composant voué à fonctionner en conditions sévères définira les limites actuelles de cette technologie en terme de robustesse aux ESD. Mots-clés – SiC, MESFET, stress ESD, fiabilité, oxyde de passiva-tion, Lock'in thermographie, thermographi infrarouge active, robus-tesse

137077
16398
07/06/2016

Fiabilité de MESFET SiC face aux décharges électrostatiques

T.PHULPIN, K.ISOIRD, D.TREMOUILLES, P.AUSTIN, J.LEON, M.VELLVEHI, X. PERPINYA, X.JORDA

ISGE, CNM

Manifestation avec acte : Symposium de Génie Electrique ( SGE ) 2016 du 07 juin au 09 juin 2016, Grenoble (France), Juin 2016, 5p. , N° 16398

Lien : https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01361658

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Résumé

L'émergence des composants de puissance commercial en carbure de silicium (SiC) dans notre société s'accentue d'années en années mais certaines de leurs faiblesses perdurent. Dans ce travail nous étudierons l'impact de décharges électrostatiques (ESD) sur différents MESFET et nous montrerons que la faiblesse principale est intrinsèquement liée aux propriétés de son diélectrique de passivation le plus commun, le SiO2. Une analyse de ce composant voué à fonctionner en conditions sévères définira les limites actuelles de cette technologie en terme de robustesse aux ESD.

138244
16255
07/06/2016

Mesure de résistance dynamique de HEMT en GaN à l'échelle de la centaine de nanosecondes

E.MARCAULT, D.TREMOUILLES, K.ISOIRD, G.TOULON, F.MORANCHO, M.GAVELLE

CEA TECH, ISGE

Manifestation avec acte : Symposium de Génie Electrique ( SGE ) 2016 du 07 juin au 09 juin 2016, Grenoble (France), Juin 2016, 5p. , N° 16255

Lien : https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01361669

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Résumé

Les nouveaux composants HEMT en GaN de puissance offrent des performances très intéressantes (haute tension, courant élevés, faible résistance à l'état passant, commutation rapide). Toutefois, le matériau GaN contient encore quelques défauts qui constituent des pièges de porteurs, conduisant à des phénomènes dynamiques qui peuvent être difficiles à mesurer, en particulier aux temps courts. Afin de pouvoir étudier ces phénomènes, nous avons mis au point un banc expérimental permettant de mesurer l'évolution de la résistance à l'état passant du composant en fonction du temps, quelques dizaines de nanosecondes après sa mise en conduction pour des tensions bloquées jusqu'à 1200V. L'utilisation de ce nouvel outil est illustrée sur des composants commerciaux. Des hypothèses sont proposées pour expliquer le comportement observé.

137367
15818
01/10/2015

Design optimisation of the deep trench termination for superjunction power devices

S.NOBLECOURT, F.MORANCHO, K.ISOIRD, P.AUSTIN, J.TASSELLI

ISGE

Revue Scientifique : International Journal of Microelectronics and Computer Science , Vol.6, N°4, pp.117-123, Octobre 2015 , N° 15818

Lien : https://hal.laas.fr/hal-01955656

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146139
15253
27/09/2015

An electrostatic-discharge-protection solution for silicon-carbide MESFET

T.PHULPIN, D.TREMOUILLES, K.ISOIRD, D.TOURNIER, P.GODIGNON, P.AUSTIN

ISGE, AMPERE, Lyon

Manifestation avec acte : Annual EOS/ESD Symposium & Exhibits 2015 du 27 septembre au 02 octobre 2015, Reno (USA), Septembre 2015, 7p. , N° 15253

Lien : https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01178266

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Abstract

Among wide band gap material for power electronic, Silicon Carbide (SiC) is the most advanced and starts to gain market shares. We have studied planar SiC MESFET ESD robustness. To solve the problem of their low intrinsic ESD robustness, we demonstrate in this work an effective protection solution and possible improvements.

135331
15423
01/09/2015

Original field plate to decrease the maximum electric field peak for high-voltage diamond schottky diode

H.ARBESS, K.ISOIRD, S.HAMADY, M.ZERARKA, D.PLANSON

ISGE, AMPERE, Lyon

Revue Scientifique : IEEE Transactions on Electron Devices, Vol.62, N°9, pp.2945-2951, Septembre 2015 , N° 15423

Lien : https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01218835

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Abstract

Diamond is a promising material for future high voltage applications because of its high critical electric field. This property leads to new constraints on the used termination structure, especially in terms of electric field value. For this reason, new termination architectures based on field plate are proposed for diamond Schottky diodes. Using finite element simulations with Sentaurus TCAD (technology computer-aided design) software, a new field plate structure has been proposed. Simple variations in the classic field plate architecture were sufficient to increase the breakdown voltage from 1632 V to 2141 V at 700 K, but not to reduce the electric field value at the edges of field plate. Several termination topologies have been proposed to solve this problem. Parametric simulations were used to optimize the geometrical termination structure in order to reduce the electric field peak value at its edge while maintaining high breakdown voltage. The new solutions have helped reducing the maximum electric field from 57 MV/cm down to 22.7 MV/cm.

135520
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