Cette année a eu lieu la 36^e édition de l'ISPSD (International Symposium on Power Semiconductor Devices and ICs), à Brême (Allemagne). Comme chaque année, la conférence a reçu une grande quantité d'articles, soumis par des chercheurs issus de nombreux pays, et n'en a sélectionné que 12% (à l'oral). Parmi les candidats retenus pour une présentation orale figure une publication du CEA-Leti, portée par le doctorant Ahmad Abbas, à propos de ses travaux de recherche menés sur des dispositifs SiC.

Une méthode non destructive de caractérisation de composants SiC sur wafer

L'article sélectionné décrit une méthode innovante de caractérisation de diodes SiC et de leur conception, afin d'analyser leur stabilité et leur robustesse. En particulier, l'objectif était de déterminer – pour deux types de technologie de diodes – la variation de la tension d'avalanche et le courant de fuite inverse avant et après l'application de stress en avalanche.

« Il existe d'autres méthodes de caractérisation des composants de puissance », mentionne Ahmad Abbas. « Notre méthode ne vient pas les concurrencer, mais plutôt compléter les informations qu'elles fournissent, via l'analyse de l'effet d'avalanche, et ce, directement sur plaquettes. » Une différence majeure, puisque les méthodes classiques se concentrent davantage sur l'étude de la fiabilité de composants au sein de boîtiers, pour certains circuits. De même, le procédé décrit par l'équipe de recherche se distingue par son approche non destructive.

De telles informations s'avèrent précieuses, par exemple pour optimiser la conception d'un composant en phase de R&D ou contrôler les performances d'un dispositif une fois produit. Et les chercheurs entendent bien étendre les domaines d'application de cette méthode innovante. « Nous allons poursuivre nos travaux afin de renforcer les résultats que nous avons obtenus », annonce Ahmad Abbas. « Nous prévoyons également d'appliquer notre méthode à d'autres dispositifs (MOSFET) et à d'autres matériaux (composants GaN). »

Le SiC au cœur d'une forte compétition internationale pour les solutions d'électrification

Depuis sa création en 1988, l'ISPSD réunit chaque année les communautés scientifique, technologique et industrielle autour des questions liées aux dispositifs de puissance à semi-conducteur. « Il s'agit d'un colloque de référence au niveau mondial sur ces sujets », présente Yann Lamy, responsable du laboratoire des composants de puissance à semi-conducteur au CEA-Leti. « Et les problématiques abordées revêtent des enjeux capitaux, en raison des besoins croissants en électrification – véhicules électriques, tramways, équipements industriels, etc. – et en convertisseurs pour les énergies renouvelables (éolien, photovoltaïque...). »

La sélection de la publication d'Ahmad Abbas par la conférence témoigne ainsi de la qualité des travaux menés. Il s'agit, de plus, d'un événement notable, dans la mesure où les articles issus de laboratoires européens acceptés à l'ISPSD sont largement minoritaires par rapport aux publications venant des États-Unis, de Chine ou du Japon.

Cette réussite vient conforter la stratégie de recherche du CEA-Leti autour de la technologie SiC. « En 2019, nous avons accompagné notre partenaire Soitec dans la conduite d'un programme d'envergure sur les substrats SmartSiC^TM, qui a notamment abouti à la création d'une nouvelle usine dédiée à cette technologie par l'entreprise », retrace Yann Lamy. « Et à partir de 2021, nous avons amorcé un autre plan de grande ampleur, sur les dispositifs SiC, qui se voit récompensé par cette présentation à l'ISPSD. »