Etude de la fiabilité du HEMT GaN/Si 200mm pour applications millimétriques

Les composants en Nitrure de Gallium sur substrat Silicium sont de très bons candidats pour les applications d'amplification de puissance aux fréquences millimétriques de type 5G (~30GHz), de par leur densité de puissance, leur efficacité énergétique et leur capacité d'intégration avec des circuits logiques. La technologie GaN/Si du LETI est actuellement à l'état de l'art mondial en bande Ka et vise les applications de 30 à 100GHz. Cependant, peu d'études existent à l'heure actuelle sur les mécanismes de dégradation propre à ce type de composants sur substrat silicium. Il est indispensable de connaître ces effets afin d'une part de qualifier la technologie ainsi que pour mieux comprendre le fonctionnement du dispositif et ses éventuelles faiblesses/limitations. Le but de ces travaux de thèse est d'étudier le vieillissement de ces transistors en conditions opérationnelles (amplification d'un signal hyperfréquence), à l'aide de mesures DC & RF, liées à la physique du composant. Tout d'abord, différentes briques process seront évaluées séparément afin d'évaluer les mécanismes de dégradation observables et couplées aux analyses physiques disponibles au Leti (MEB, TEM, EDX, SIMS, etc?). Ensuite, les composants seront soumis à différentes conditions de stress électrique afin de modéliser les dérives de leurs paramètres DC & RF. Enfin, l'ensemble de ces résultats seront utilisés pour expliquer et modéliser le vieillissement des transistors en fonctionnement large signal RF (stress RF CW).