Principales propriétés des matériaux III-N

Table des matières

Introduction générale
I-1 Introduction
I-2 Principales propriétés des matériaux III-N
I-2-1 Structure cristalline
I-2-2 Structure de bande
I-2-3 Effets de polarisation dans le cristal
I-2-3-1 Polarisation spontanée
I-2-3-2 Polarisation piézoélectrique
I-3 Les transistors à effet de champ pour les applications hyperfréquences
I-3-1 Généralités
I-3-2 Le MESFET
I-3-3 Le HEMT
I-3-3-1 Historique du transistor HEMT
I-3-3-2 Principe de fonctionnement d’un transistor HEMT classique
I-3-3-3 Les différentes couches d’un transistor HEMT AlGaAs/GaAs classique
I-3-3-4 Origine du fonctionnement d’un transistor HEMT AlGaAs/GaAs
I-3-3-5 Les limitations de la technologie à base d’Arséniure de Gallium appliquée à la fabrication de transistor HEMT
I-3-4 Le Transistor HEMT en technologie GaN
I-3-4-1 Définition de la structure par couche du transistor HEMT GaN
I-3-4-2 Diagramme des bandes de la structure HEMT GaN et son fonctionnement
I-3-4-3 Etat de l’art du transistor HEMT en GaN d’après l’ITRS
I-4 Conclusion
CHAPITRE II : Modélisation physico-thermique du HEMT GaN
CHAPITRE III : Résultats et interprétations
II-1 Introduction
II-2 Polarisation dans les HEMTs AlGaN/GaN
II-2-1 Polarisation piézoélectrique
II-2-2 Polarisation spontanée
II-3 Détermination de la quantité de charge à l’interface AlGaN/GaN
II-4 Détermination de la quantité de charge à l’interface AlGaN/GaN en GaN contraint en tension
II-5 Modèle physico-thermique du HEMT
II-5-1 Modèle physico-électrique du HEMT
II-5-2 Modèle thermique du HEMT
II-6 Résolution numérique par la méthode des éléments finis
II-6-1 Couplage physico-thermique
II-6-2 Paramètres d’entrée du modèle numérique
II-6-3 Configuration de la densité de charges qui constitue le 2DEG
II-6-4 Définition de la mobilité en fort champ
II-7 Conclusion
CHAPITRE III : Résultats et interprétations
III-1 Introduction
III-2 Description du logiciel SILVACO
III-3 Topologie de la structure étudiée
III-3-1 Maillage
III-3-2 Diagramme de bandes d’énergie
III-4 Résultats et interprétations
III-4-1 Résultats statiques
III-4-1-1 Caractéristiques de sortie Ids-Vds
III-4-1-2 Caractéristiques de transfert Ids-Vgs
III-4-2 Effet des paramètres géométriques sur les caractéristiques du HEMT en GaN
III-4-2-1 Effet de la longueur de la grille
III-4-2-2 Effet de l’épaisseur de la couche barrière
III-4-2-3 Impact de l’épaisseur de substrat
III-4-2-4 Impact du matériau de substrat
III-4-3 Distribution des grandeurs électriques dans le HEMT AlGaN/GaN/4H-SiC
III-4-3-1 Carte du potentiel .
III-4-3-2 Carte de concentration en électron
III-4-4-3 Carte de la température de réseau
III-5 Conclusion
Conclusion générale
Références bibliographiques
Annexe A