EtudeS de sTructures Avancées de la filière nitRure de gallium (GaN) – STARGAN

De nos jours, les HEMTs AlGaN/GaN sont certainement les composants de type III-V les plus étudiés principalement pour les applications de puissance en hyperfréquence. Ce thème de recherche est très compétitif avec des laboratoires américains et japonais tels que CREE, NITRONEX, TOSHIBA, EUDYNA etc … La technologie du GaN a été constamment améliorée et des HEMTs avec des performances record ont été publiées chaque année principalement sur substrat SiC. L’activité proposée dans le projet STARGAN est une nouvelle tendance dans la communauté mondiale du nitrure de gallium. Le consortium STARGAN a pour objectif de démontrer l’ingénierie de la croissance de structure AlGaN/GaN sur substrat silicium pour obtenir de nouvelles épitaxies faibles coûts bien adaptées pour la fabrication de transistor fonctionnant en gamme d’ondes millimétriques. Jusqu’à présent, seulement peu de recherches ont été mises en œuvre dans ce domaine, principalement jusqu’à 18GHz.
STARGAN est un programme prospectif dans lequel est réalisée, de manière concertée et intégrée, la convergence entre l’épitaxie et le procédé de fabrication. Dans le but d’atteindre l’objectif d’un fonctionnement à des fréquences millimétriques, de nouvelles couches épitaxiées innovantes ainsi qu’un process technologique vont être investigués. L’impact des différents paramètres sur les performances de la structure va être étudié et le comportement des transistors va être analysé de manière complémentaire à partir de mesures physiques et de tests de fiabilité. L’originalité du projet STARGAN est basée sur des innovations consistant à faire varier la nature de l’épitaxie par croissance par Epitaxie par Jets Moléculaires (EJM) sur des substrats silicium en adéquation avec les procédés de croissance. L’objectif consiste à trouver le meilleur compromis dans le but d’obtenir une haute densité de porteurs dans le puits associée à une grande mobilité des porteurs et une bonne isolation de la couche tampon. Quand la structure de couche, les conditions d’épitaxie et le process technologique seront optimisés, des tests de fiabilité basés sur un vieillissement accéléré à haute température seront réalisés. Le but final consiste à obtenir des performances permettant la fabrication ultérieure de MMIC fonctionnant jusqu’à 40GHz.