SIC & GAN

caractérisation des composants d'électronique de puissance

Une partie importante de la communauté scientifique des dispositifs de puissance a désormais compris que la prochaine génération de dispositifs de puissance pour les convertisseurs de puissance efficaces et respectueux de l'environnement sera basée sur les composants de puissance à base de semi-conducteurs à large bande interdite (grand gap). L'adoption de ces matériaux semi-conducteurs innovants permettra d'améliorer l'efficacité des transformations de l'énergie électrique, favorisant ainsi une utilisation plus raisonnée de cette ressource et contribuant à la réduction de l'empreinte carbone. Parmi les semi-conducteurs à large bande interdite les plus prometteurs pour remplacer le silicium, on trouve le nitrure de gallium (GaN) et le carbure de silicium (SiC). Les avancées dans le domaine des matériaux et dispositifs semi-conducteurs à large bande interdite soulignent la nécessité d'étudier la fiabilité des composants de puissance à grand gap, notamment à travers la mesure des propriétés électriques de ces matériaux et l'analyse de leur vieillissement. Mon sujet de recherche se focalise sur la fiabilité des composants de puissance de type grand Gap, dans le cadre de ma collaboration avec le GeePs je travaille sur le sujet de recherche suivant : Caractérisation électrique et étude de vieillissement des transistors MOSFET SiC par la méthode HTRB (High Temperature Reverse Bias) et la méthode HTGB (High Temperature Gate Bias) : Depuis l’apparition des transistors SiC et GaN leur technologie ne cesse d’évoluer, les industriels proposent des nouvelles générations dans l’objectif d’atteindre une maturité élevée de ces dispositifs avec moins de mécanisme de défaillance primaire et une densité intrinsèque des impuretés bien réduite. Actuellement la 4ème génération des transistors MOSFET SiC est largement utilisée pour les applications d’électronique de puissance plus en particulier l’électronique de puissance embarquée dans des véhicules électriques, il est très important de mieux connaitre les mécanismes de défaillance causés par des modifications des caractéristiques électriques produites lors de l’utilisation de ces dispositifs dans des systèmes embarqués comme les convertisseurs de puissance. Dans mes travaux je m’intéresse aux analyses de caractérisation statique électrique Ids-Vds et Ids-Vgs, des MOSFET SiC vieillis avec la méthode HTGB. Il est important de savoir qu’une légère modification du comportement électrique peut augmenter considérablement les pertes, réduire l'efficacité et diminuer l'autonomie et la durée de vie du système. Un banc expérimental a été mis en place pour le vieillissement de cinq transistors MOSFET SiC. Cet équipement permettra de suivre le comportement électrique des cinq transistors sous contraintes thermiques, facilitant ainsi l'analyse des indicateurs de vieillissement et la détection des matériaux vieillis. Les étapes suivies pour le montage de ce banc expérimental sont les suivantes : 1) Réalisation d’une carte commande pour le contrôle de la polarisation des composants et la mesure des caractéristiques électriques.