Composants de la filière GaN pour applications en puissance dans le domaine des hyperfréquences

Habilitation à diriger des recherches en Electronique, Université de Lille 1, 9 décembr

Technologie des composants de type HEMTs AlGaN/GaN sur substrat silicium pour des applications en amplification de puissance et faible bruit

Ce travail est axé sur le développement de la technologie de transistors sur une filière de semiconducteurs à large bande interdite de type nitrure d'élément III épitaxiés sur substrat silicium. Le but de cette thèse est de développer une technologie permettant de réaliser des transistors performants pour les applications de puissance (HPA) et les applications faible bruit (LNA). Les études sont basées sur le transistor à effet de champ à hétérojonction HEMT (High Electron Mobility Transistor). Dans ce mémoire nous développons les analyses et les résultats des HEMTs AlGaN/GaN sur substrat Si (111). Après avoir présenté les propriétés du matériau GaN et les conditions de croissance sur les différents types de substrat, nous montrons les outils . technologiques utilisés pour atteindre ce but. Les recherches menées en technologie concernent principalement l'amélioration des contacts ohmiques et la technologie de grille. La réalisation de grilles en T submicroniques de l'ordre de 0.15 [micron] a permis la fabrication de composants présentant des fréquences de transition extrinsèques proche de 60 GHz et Une transconductance extrinsèque de l'ordre de 280 mS/mm. Nous avons mis en évidence que les dernières améliorations réalisées sur l'épitaxie des couches alliées à l'optimisation de la technologie des transistors, permettent d'atteindre des performances en puissance de l'ordre de 2.6 W/mm à 10 GHz et des performances en bruit RF avec un facteur de bruit de 0.94 dB associé à un gain de 13 dB à 10 GHz.LILLE1-BU (590092102) / SudocSudocFranceF

Conception, réalisation et caractérisation de composants de puissance hyperfréquence de la filière nitrure de gallium

Ce travail porte sur la conception, la fabrication et la caractérisation de transistors HEMTs de la filière AIGaN/GaN. Le but est d'optimiser la technologie du composant afin d'exploiter les potentialités en termes de puissance hyperfréquence offertes par la filière nitrure. Le premier chapitre passe en revue les différentes filières de transistors de puissance, puis les propriétés physiques du GaN et les techniques d'élaboration du matériau sur différents substrats. Nous discutons des effets liés à l' autoéchauffement ou aux pièges, qu'il convient de minimiser pour améliorer les performances des transistors HEMTs. Enfin, un état de l'art des performances actuelles est présenté. Le deuxième chapitre présente les étapes technologiques du composant ainsi que leurs optimisations nécessaires à l'amélioration des performances des transistors, telles que les contacts ohmiques et les traitements de surface.La technologie de grille nitrure a été développée pour la filière GaN. Cette technologie a permis de fabriquer des grilles de faibles longueurs avec des topologies variables telles que la grille r, le tout avec un bon rendement de fabrication et une autopassivation. Elle a permis également de réaliser un fossé de grille en utilisant le digital etching . Cette technologie a donné la possibilité de fabriquer des composants ayant une longueur de grille de 70 nm tout en conservant un rapport d'aspect favorable. Le troisième et dernier chapitre traite de la caractérisation des transistors HEMTS en régime statique ou d'impulsions, en hyperfréquence et en puissance. Les résultats convaincants montrent tout l'intérêt de la technologie de grille nitrure associé au recess de grille. Ainsi, des composants utilisant ce procédé, ont permis d'obtenir l'état de l'art sur substrat Si(100) avec une puissance maximum, de sortie de 1 W/mm à 2,15 GHz, un gain en puissance de 24 dB et un rendement de 17%.LILLE1-BU (590092102) / SudocSudocFranceF

Open problems in brain-emulating hardware: [Invited]

International audienc

Open problems in brain-emulating hardware: [Invited]

International audienc

Système de vision neuro-inspirée: application à la vision artificielle

National audienc

Les systèmes neuroinspirés appliqués à la vision artificielle: pédagogie et interdisciplinarité

National audienceLe traitement neuroinspiré de l’information et le domaine des neurobiosystèmes sont deux pans de la recherche à fort potentiel de développement. Appliquées au domaine de la vision artificielle, elles visent au développement de nouvelles applications comme la conception d’implants rétiniens et/ou de caméras « intelligentes ». Des actions sont menées dans le domaine de la médiation scientifique et de la formation, au travers d’un stand à l’Xpérium et le développement d’une nouvelle unité d’enseignement (UE) appelée « Neuroengineering », intégrée au parcours de formation du Master « Biotechnologies » proposé à l’université de Lille. Le stand présenté à l’Xpérium montre à des jeunes lycéens et étudiants que l’utilisation d’architectures neuroinspirées dans un système de vision artificielle doit conduire à une forte amélioration des performances associée à une réduction de la consommation énergétique. Il s’agit d’une expérience pédagogique innovante auprès des jeunes générations montrant les enjeux des activités de recherche en construction dans les laboratoires. Pour l’UE Neuroengineering, les sujets abordés en séance permettent d’amener les étudiants vers la compréhension des Trends and challenges in neuroengineering (1), notamment en posant la question du développement de neuroprothèses électroniques intelligentes permettant une communication bidirectionnelle entre des neurones vivants et artificiels

Système de vision neuro-inspirée: application à la vision artificielle

National audienc

Les systèmes neuroinspirés appliqués à la vision artificielle: pédagogie et interdisciplinarité

oralSession: la filière dans un contexte de développement durable et responsabilité sociétaleNational audienceLe traitement neuroinspiré de l’information et le domaine des neurobiosystèmes sont deux pans de la recherche à fort potentiel de développement. Appliquées au domaine de la vision artificielle, elles visent au développement de nouvelles applications comme la conception d’implants rétiniens et/ou de caméras « intelligentes ». Des actions sont menées dans le domaine de la médiation scientifique et de la formation, au travers d’un stand à l’Xpérium et le développement d’une nouvelle unité d’enseignement (UE) appelée « Neuroengineering », intégrée au parcours de formation du Master « Biotechnologies » proposé à l’université de Lille. Le stand présenté à l’Xpérium montre à des jeunes lycéens et étudiants que l’utilisation d’architectures neuroinspirées dans un système de vision artificielle doit conduire à une forte amélioration des performances associée à une réduction de la consommation énergétique. Il s’agit d’une expérience pédagogique innovante auprès des jeunes générations montrant les enjeux des activités de recherche en construction dans les laboratoires. Pour l’UE Neuroengineering, les sujets abordés en séance permettent d’amener les étudiants vers la compréhension des Trends and challenges in neuroengineering (1), notamment en posant la question du développement de neuroprothèses électroniques intelligentes permettant une communication bidirectionnelle entre des neurones vivants et artificiels

94-GHz low noise amplifier on InP in coplanar technology

High performances have been achieved at W-band with a 2-stage 0.1 um gate-length InGaAs/InAlAs/InP LM-HEMT MMIC low noise amplifier in coplanar technology. To obtain the T-gate profile, we use silicon nitride SixNy technology, which leads to naturally passivated devices. For a drain-to-source current Ids=350mA/mm the devices demonstrate a maximum intrinsic transconductance Gm of 1600mS/mm and an intrinsic current gain cutoff frequency Fc=220GHz. The extrinsic current gain cut-off frequency Ft is 175GHz. The LNA shows a minimum noise figure of 3.3dB with an associated gain of 11.5dB at 94GHz