Projet ANR-06-BLAN-0204 – MOBIDIC : MOs controlled BI-Directional Integrated power Component
Programme : Programme blanc (BLANC) 2006
Année de financement : 2006
Coordinateur du projet : CNRS DELEGATION REGIONALE MIDI-PYRENEES (CNRS DELEGATION REGIONALE MIDI-PYRENEES)
Partenaires : Centre national de la recherche scientifique; Grenoble INP; Grenoble INP; Université François-Rabelais
Montant : 505000.0 euros
Date de début : 2006
Durée : 36 mois
Résumé : 1- Contexte scientifique et objectifs du projet Ce projet scientifique se situe dans le contexte de la gestion et du conditionnement "intelligent" de l'énergie dans l'habitat pour les applications domotique et grand public. Dans un environnement fonctionnel et communicant en pleine mutation, de nouveaux actionneurs électroniques doivent voir le jour pour assurer la qualité de la conversion de l'énergie tout en favorisant l'émergence d'architectures électriques nomades, versatiles, et durables. Aujourd'hui, les technologies d'intégration permettent d'envisager la conception et la réalisation d'architectures semiconductrices performantes et génériques, pouvant adresser les applications de conversion AC-AC mono-étages. L'évolution et le développement de ces architectures reposent sur 3 volets conceptuels, scientifiques et technologiques. - la conception d'un interrupteur 4 quadrants et les technologies associées, - l'identification et l'utilisation de concepts innovant permettant d'assurer son autonomie - la mise en œuvre de l'ensemble au sein d'un environnement électro-thermo-mécanique performant autorisant l'émergence de solutions entièrement monolithiques. L'objectif majeur du premier thème consiste à développer l'interrupteur 4 quadrants (bidirectionnels en courant et en tension) commandable par MOS dans sa version monolithique. Ceci représente un thème porteur et particulièrement actuel dans le domaine des composants de puissance. Ce développement repose sur des technologies modernes de micro-fabrication, dont l'utilisation dans ce cadre applicatif, fait naître plusieurs problématiques techniques mais aussi conceptuelles. L'intégration de l'environnement électronique du composant de puissance repose sur plusieurs concepts et fonctionnalisation de l'interface de commande et de son alimentation. L'objectif consiste à associer, au sein même du composant de puissance, l'ensemble des éléments garantissant son autonomie et ses performances, tout en permettant de relâcher plusieurs contraintes quant à l'intégration et à la mise en œuvre globale du dispositif. Le dernier thème consiste à prendre en compte, dès la phase de recherche des deux premiers points, l'impact et les conséquences du report et de l'hybridation de la puce. Cette démarche sera complétée par une remise en cause des techniques classiques d'interconnection et de refroidissement. L'objectif clairement affiché ici conduit à une démarche de conception complète, multidisciplinaire et couplée, de l'actionneur, depuis son élaboration cristalline jusqu'à son implantation au sein d'une application. 2- Description du projet Cet actionneur 4 quadrants repose sur une architecture monolithique double face qui peut offrir les plus hauts niveaux de performances électrique et d'intégration. Il comprend deux interrupteurs de puissance à commande MOS associés à un environnement électronique permettant son contrôle et sa commande. Il est mis en oeuvre via des techniques performantes d'intégration. La description du projet va être détaillée en trois parties. L'interrupteur: la commande MOS, les technologies Ce type de structure nécessite l'utilisation de technologies modernes (lithographie double face ou collage de plaque) qu'il convient d'évaluer, en fonction des performances souhaitées. Ainsi, deux voies principales seront explorées. La première voie consistera à réaliser des photolithographies sur les deux faces de la plaque. Dans ce cas, les points critiques à résoudre seront la réalisation de grilles MOS de bonne qualité sur la face arrière de la plaque et la réalisation de contacts traversant pouvant simplifier l'interconnexion des électrodes de commande des deux interrupteurs. La deuxième voie consistera à réaliser les différentes cellules de l'actionneur sur deux plaques différentes. Celles-ci seront ensuite amincies avant d'être associées par le collage moléculaire. Nous nous attacherons à caractériser le comportement électrique de l'interface obtenue par collage moléculaire