Fabrication et caractérisation de diodes PIN GaN pour la commutation haute fréquence et la protection // Fabrication and characterization of GaN pin diodes for high frequency switching and protection

Dans cette thèse, des diodes pin (Positive Intrinsic Negative) utilisant du GaN seront fabriquées et caractérisées . Afin de réaliser ce type de diodes, certains défis doivent être relevés, notamment la réalisation d'un contact ohmique à faibles pertes sur du GaN de type p. Cette thèse se concentrera tout d'abord sur l'optimisation du contact ohmique sur le GaN et la caractérisation des interfaces entre les différentes couches de l'empilement, à l'aide d'outils conventionnels (MEB, AFM, mesures CC). Ensuite, en utilisant les conditions optimales de dépôt du contact ohmique, la fabrication et la mesure de diodes à base de GaN à plusieurs échelles seront réalisées. Des mesures CC conventionnelles (I(V ), courant de fuite, capacité de claquage) en fonction de la température et du cyclage seront utilisées pour quantifier la robustesse des diodes fabriquées. De plus, des mesures électriques à basse/moyenne fréquence (DLTS, I-DLTS) seront mises en place pour identifier les pièges de porteurs de niveau profond avec leur concentration dans les différentes couches actives et la corrélation avec les mesures locales (C-AFM) et les mesures DC sera effectuée. Des mesures à haute fréquence seront également effectuées pour évaluer les performances de la diode dans la gamme GHz et ainsi déterminer son potentiel d'intégration dans un circuit micro-ondes. Tout l'équipement nécessaire à ce projet est disponible sur la plateforme technologique CERTeM (http: //certem.univ-tours.fr), qui est une salle blanche entièrement équipées.
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In this thesis, pin diodes (Positive Intrinsic Negative) using GaN will be fabricated and characterized. In order to realize this kind of diodes, some challenges need to be overcome, especially the realization of low losses ohmic contact on p-type GaN. This thesis will firstly focus on the optimization of the ohmic contact on GaN
and the characterization of the interfaces between the different layers of the stack-up, using conventional tools (SEM, AFM, DC measurements). Then, using the optimal conditions of ohmic contact deposition, fabrication and measurement of GaN based diodes at multiple scale will be done. Conventional DC measurements (I(V), leakage current, breakdown capability) as function of temperature and cycling will be used to quantify the robustness of the fabricated diodes. In addition, low/medium frequency electrical measurements (DLTS, I-DLTS) will be set up to identify deep-level carriers traps with their concentration at the different active layers
and correlation with local measurements (C-AFM) and DC measurement will be done. Measurement at high frequency will also be carried out to access the performance of the diode in the GHz range and thus determine its potential for integration into a microwave circuit. All the equipment required for this project are available at CERTeM technological platform (http://certem.univ-tours.fr), which is a fully equipped clean room facility and a electrical/physical characterization laboratory, hosted by STMicroelectronics Tours.
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Début de la thèse : 01/10/2026

Financement d'une collectivité locale ou territoriale

Université de Tours

552 Energie, Matériaux, Sciences de la Terre et de l'Univers - EMSTU

Vous êtes titulaire d'un master en science des matériaux ou en microélectronique. Des compétences en salle blanche, en science des matériaux et en mesures électriques seront appréciées.
You will have a master in material science or microelectronics. Competence in clean room, material science and electrical measurement will be appreciated.