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Titre de la thèse
Développement de procédés de synthèse de diamant de type n pour l’accélération de l’électrification
Financement assuré par
PEPR électronique
Laboratoire d’accueil
GEMaC à Versailles
Descriptif
Dans le cadre du programme et des équipements prioritaires de recherche (PEPR) en électronique, FrenchDiam est un consortium unique de 8 laboratoires de recherche français (5 du CNRS, 2 du CEA et 1 de l’INSA) qui s’attache, sur 4 ans, à explorer les applications du diamant en tant que matériau pour l’électronique de puissance. Il vise à tirer parti des propriétés remarquables du diamant pour démontrer la faisabilité de deux dispositifs avancés en diamant, un transistor vertical haute tension et une cellule de commutation monolithique, conçus pour repousser les limites de l’état de l’art actuel.
FrenchDiam prévoit d’optimiser les étapes technologiques nécessaires pour développer une filière de production (croissance de substrats de diamant de grande taille, épitaxie de couches dopées, …). Des tests approfondis seront effectués pour valider les performances des dispositifs et démontrer leur utilité. Le projet mettra également l’accent sur l’évaluation de l’impact environnemental de la production de composants en diamant.
Les recherches menées dans FrenchDiam permettront à la France d’être leader dans la technologie diamant pour la conversion de puissance, contrairement aux technologies SiC et GaN menées par les Etats-Unis et le Japon, en favorisant l’émergence d’une nouvelle génération de dispositifs de puissance clés répondant au défi de l’accélération de l’électrification dans de nombreux domaines. FrenchDiam consolidera ainsi la filière nationale autour du diamant et débouchera sur la mise en place d’une feuille de route afin d’entraîner l’industrie vers le diamant.
Les objectifs du travail de thèse concernent (1) la synthèse du diamant de type n dans/sur les flancs de structures mesa du transistor vertical pour permettre un contrôle de la conduction du transistor avec une grille à jonction pn et (2) la synthèse de diamant autosupporté servant de support à la cellule de commutation où le caractère isolant est primordial, quelle que soit la température de fonctionnement. Le.la doctorante réalisera les épitaxies de diamant par dépôt chimique en phase vapeur assistée par plasma micro-onde (MPCVD) et en caractérisera les propriétés physiques à l’aide de différentes mesures microscopiques (ex : électronique à balayage), spectroscopiques (ex : cathodoluminescence), électriques… Il.elle communiquera les résultats lors de réunions en interne (aux membres des laboratoires d’accueil) et en externe (devant les partenaires du consortium) ainsi qu’en conférences nationales et internationales
Contact
Marie-Amandine Pinault-Thaury, Chargée de recherche CNRS
Groupe d’Etude de la Matière Condensée (GEMaC)
Université Paris-Saclay
Université de Versailles St Quentin
Candidature
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