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L’alliance WISEA veut accélérer le développement des semi-conducteurs à grand gap

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Par publié le à 01h14

L’alliance WISEA veut accélérer le développement des semi-conducteurs à grand gap

Aller bien au-delà des performances du silicium

L’Institut Carnot LAAS CNRS et l'Institut Fraunhofer IISB s’associent pour créer une alliance visant à développer les dispositifs électroniques de puissance capables de remplacer le silicium dans la gestion des énergies vertes. Ils misent pour cela sur des matériaux à grand gap.

Tous les systèmes d’optimisation de la génération, du transport et de l’utilisation des énergies ‘‘vertes’’ vont être de gros consommateurs de dispositifs électroniques de puissance. Mais l’on sait que les systèmes actuels à base de silicium ont des limites en termes de performances électriques (compromis entre la résistance à l’état passant et la tenue en tension), thermiques et électrothermiques. Il est donc indispensable de développer de nouveaux dispositifs de puissance à base de matériaux à grand gap, tels que le carbure de silicium et le nitrure de gallium.

Rappelons que les matériaux semi-conducteurs sont caractérisés par le gap qui sépare les derniers états occupés de la bande de valence et les états libres suivants dans la bande de conduction. Par rapport au silicium, les principaux bénéfices apportés par ces matériaux à grand gap sont un bon fonctionnement sur une large gamme de température, un champ critique de claquage élevé, une saturation élevée de la vitesse de dérive des électrons, une grande conductivité thermique.

Une alliance d’experts

Afin d’accélérer leur développement et leur adoption, l’Institut Carnot LAAS CNRS et l'Institut Fraunhofer IISB pour les systèmes intégrés et la technologie des dispositifs, et leurs associés - l’Electron Devices de l'Université d'Erlangen- Nuremberg (Chair of Electron Devices, LEB) en Allemagne et le laboratoire CEMES-CNRS à Toulouse - viennent de créer l’alliance des semi-conducteurs à grands gaps WISEA.

Cette alliance repose sur une coopération formée au sein du projet Mobisic dans le cadre du Programme Inter Carnot-Fraunhofer PICF 2010. Il s’agit de construire une chaîne de compétences dans le traitement des semi-conducteurs à grands gaps à partir de l'épitaxie et des procédés ‘‘front-end’’ jusqu’à la métallisation et au packaging. Elle couvrira aussi la fabrication de structures et dispositifs de test, la caractérisation physique et électrique avancée, ainsi que la simulation et la modélisation physique des procédés et des dispositifs.

Pour mener ses travaux, WISEA bénéficie de deux salles blanches dédiées à la micro et nano fabrication : l’une de 1 000 m² de classe 10 à Erlangen en Allemagne, l’autre de 1 500 m² de classe 100 au LAAS CNRS à Toulouse. Ces installations sont accessibles via des contrats de recherche et des projets de collaboration cofinancés par une tierce partie.

Jean-François Prevéraud

Pour en savoir plus : http://www.laas.fr/ISGE/10-28927-Nouveaux-composants.php & http://www.iisb.fraunhofer.de/en/departments.html
 

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