Procédé d'implantation par prémorphisation (PAI) pour la technologie du nitrure de gallium (GaN)
« Je me suis concentré sur le développement d'un nouveau bloc de construction pour la technologie de contact sur GaN. Les procédés PAI sont déjà utilisés pour les technologies de contact sur silicium afin d'améliorer la stabilité thermique des couches de contact et d'ajuster les propriétés de l'alliage. Notre objectif était d'appliquer cette technologie aux matériaux GaN », explique Laurent Xu. « A la fin de mon double master, j'ai effectué un stage au CEA-Leti et on m'a offert l'opportunité de poursuivre l'aventure avec cette thèse ! »
Les contacts sont un élément essentiel d'une puce électronique. Ce sont les connecteurs qui permettent aux composants de communiquer entre eux. Par conséquent, leur efficacité et leur coût sont des facteurs importants dans la chaîne de valeur globale. Le GaN a été initialement développé pour l'optoélectronique, mais au cours des dernières décennies, il a gagné du terrain dans le domaine des applications à haute puissance et à haute fréquence. « Par rapport au silicium, les propriétés physiques du GaN comprennent une bande passante plus large et un champ électrique critique plus élevé. Ces deux caractéristiques nous permettent d'obtenir un transistor avec une densité de puissance plus élevée, ce qui se traduit par un volume plus petit et une meilleure efficacité », ajoute Laurent.
Un environnement de recherche pour soutenir l'innovation
Faire une thèse est un défi à plus d'un titre, et il est essentiel d'avoir un bon environnement de travail et des collègues sur qui compter."
« Je savais que le CEA-Leti offrait l'accès à des équipements de pointe et, pendant mon stage, j'ai également pu apprécier le soutien important de mes collègues et des experts. Faire une thèse est un défi à plus d'un titre, et il est essentiel d'avoir un bon environnement de travail et des collègues sur qui compter.”
En s'appuyant sur le savoir-faire et l'écosystème de recherche du CEA-Leti, Laurent a pu développer un nouveau procédé pour les contacts sur GaN, connu sous le nom de Pre-Amorphization Implantation (PAI). « Cette technologie nous permet de modifier la surface du GaN afin d'augmenter sa réactivité aux métaux que nous déposons dessus. Nous sommes ainsi en mesure de respecter les restrictions du budget thermique imposées par les contraintes d'intégration et, parfois, nous pouvons créer des alliages qui ne seraient pas possibles autrement pour un budget thermique donné. C'est la première fois que la technologie PAI est appliquée au GaN et les résultats sont très prometteurs. »