Modélisation électrothermique de transistors MESFET SiC et ...

Chapitre I LES AMPLIFICATEURS DE PUISSANCE A L’ETAT SOLIDE (SSPA)
La technologie du « recess », permet d’enterrer la grille à une hauteur plus basse que
les électrodes de drain et de source. Ce qui permet de diminuer le champ électrique entre le
drain et la grille et d’augmenter ainsi l’excursion maximale du cycle de charge. En éloignant
la grille du drain, il est possible d’obtenir le même résultat.
Le deuxième type d’avalanche existant dans un MESFET provient d’un courant en
excès dans le canal circulant du drain vers la source, pour des tensions grille source (VGS)
supérieures au pincement.
Il faut noter que la tension d’avalanche des MESFETs SiC est de l’ordre de 200V et
nous ne travaillons pas dans ces zones. Pour l’instant nous ne caractérisons pas les
phénomènes d’avalanche car les valeurs élevées de ces tensions ne sont pas actuellement
mesurables avec les équipements disponibles sur le banc de caractérisation I(V) en
impulsions.
II.3 Etat de l’Art des Transistors en Carbure de Silicium
Les premiers transistors MESFETs sur Carbure de Silicium ont été réalisés à partir du
polytype 6H-SiC parce que celui-ci présente de meilleures qualités cristallines. Ainsi,
différentes équipes de recherche ont mis au point des transistors MESFETs 6H-SiC, en
particulier l’équipe de J.W. Palmour à Cree Research [31]. Puis, rapidement, le polytype 4H-
SiC est apparu plus intéressant : en effet, ce polytype possède une mobilité dont la valeur est
deux fois supérieure à celle du polytype 6H-SiC. Grâce à ses propriétés physiques et
électriques comparables à celles du polytype 6H-SiC, le polytype 4H-SiC s’est avéré être le
candidat idéal pour réaliser des transistors MESFETs de puissance.
En 1994, Charles E. Weitzel [32] de Phoenix Corporate Research Laboratories
(Motorola) présente les résultats en puissance obtenus avec un transistor MESFET 4H-SiC. Il
est constitué de deux doigts de grille de 166 µm et la longueur de grille est de 0.7 µm. Une
fréquence maximale d’oscillation de 12.9 GHz associée à une fréquence de transition de 6.7
GHz a été mesurée.
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