Brevet FR3009131A1 — publié le 20150130

Système à semiconducteurs et procédé de fabrication La présente invention concerne globalement la protection de composants semi-conducteurs à base de nitrure de gallium (GaN) contre les surtensions et, en particulier, la protection de transistors à base de GaN contre les surtensions. Les composants semi-conducteurs à base de GaN tels que les transistors à effet de champ, en particulier les transistors à effet de champ à grande mobilité d'électrons (HEMT), ont trouvé des applications dans toutes sortes d'industries telles que la médecine, la défense, l'aéronautique, etc. Cependant, les composants à base de GaN sont sujets à des surtensions dues à des phénomènes transitoires dans le circuit et à des décharges électrostatiques (DES). Les surtensions peuvent provoquer dans le composant un effet d'avalanche susceptible d'aboutir à une dégradation du composant et, finalement, à une panne catastrophique. Bien que les commutateurs à base de GaN offrent plusieurs avantages, ces considérations de sûreté (dues à un manque d'effet d'avalanche durable) ont empêché leur généralisation dans les systèmes électroniques de commutation et d'alimentation à très grande vitesse. En raison de défauts dans le cristal, les composants à base de GaN, en particulier les transistors, ont été dans l'incapacité de présenter un effet d'avalanche durable. On observe de fortes densités de défauts (plus de 1000 par centimètre carré) résultant de la croissance de matériaux à base de GaN sur des substrats étrangers tels que le silicium (Si), le saphir, le carbure de silicium (SiC) ou d'autres matériaux, ce qui conduit les matériaux à base de GaN à ne pas pouvoir entretenir un état d'avalanche stable et aboutit à une dégradation physique et irréversible du matériau à base de GaN. On a donc besoin d'une protection des composants à base de GaN contre les surtensions afin d'empêcher les états d'avalanche. En outre, il peut être souhaitable d'assurer une protection des composants à base de GaN contre les surtensions pendant leur fonctionnement à haute température (supérieure à 150 degrés Celsius). Un premier aspect de la présente technique concerne un système à semiconducteurs à intégration monolithique. Le système à semiconducteurs comporte un substrat en Si, et un composant semiconducteur à base de GaN construit sur le substrat. Le système à semiconducteurs comporte en outre une structure de suppression de tensions transitoires (STT) construite dans ou sur le substrat, la structure de STT étant électriquement au contact du composant semiconducteur à base de GaN. La structure de STT est conçue pour fonctionner en mode pénétration, en mode avalanche ou dans des modes combinant ces deux derniers quand une tension appliquée dans le composant semiconducteur à base de GaN dépasse une tension de seuil. Un autre aspect de la présente technique concerne un système à semiconducteurs à intégration monolithique. Le système à semiconducteurs comporte un substrat en Si et un composant semiconducteur à base de GaN construit sur le substrat. Le système à semiconducteurs comporte en outre une structure de STT en Si et un composant semiconducteur à base de GaN construits dans ou sur le substrat. La structure de STT est électriquement au contact du composant semiconducteur à base de GaN et la structure de STT est conçue pour fonctionner en mode pénétration quand une tension appliquée dans le composant semiconducteur à base de GaN dépasse une tension de seuil. Un autre aspect de la présente technique concerne un procédé de fabrication d'un système à semiconducteurs à intégration monolithique. Le procédé comporte (a) la réalisation d'un substrat en Si ; (b) la construction d'un composant semiconducteur à base de GaN sur le substrat ; (c) la construction d'au moins une structure de STT dans ou sur le substrat ; et (d) le couplage électrique de la structure de STT avec le composant semiconducteur à base de GaN. La structure de STT est conçue pour fonctionner en mode pénétration, en mode avalanche ou dans des modes combinant ces deux derniers quand une tension appliquée dans le composant semiconducteur à base de GaN dépasse une tension de seuil. L'invention sera mieux comprise à l'étude détaillée de quelques modes de réalisation pris à titre d'exemples non limitatifs et illustrés par les dessins annexés sur lesquels : -la Figure 1 est une vue en coupe d'un système semiconducteurs selon certaines formes de réalisation de l' invention ; -la Figure 2 est une vue en coupe d'un système semiconducteurs selon certaines formes de réalisation de l' invention ; -la Figure 3 est une vue en coupe d'un système semiconducteurs selon certaines formes de réalisation de l' invention ; -la Figure 4 est une vue en coupe d'un système semiconducteurs selon certaines formes de réalisation de l' invention ; -la Figure 5 est une vue en coupe d'un système semiconducteurs selon certaines formes de réalisation de l'invention ; -la Figure 6 est une vue en coupe d'un système semiconducteurs selon certaines formes de réalisation de l'invention ; et -la Figure 7 est une vue en coupe d'un système semiconducteurs selon certaines formes de réalisation de l' invention. Comme exposé en détail ci-après, certaines formes de réalisation de l'invention comprennent des systèmes semiconducteurs à intégration monolithique comportant un composant semiconducteur à base de GaN et une structure de STT. Un vocabulaire d'approximation, utilisé ici dans la totalité de la description et des revendications, peut être employé pour modifier toute représentation quantitative pouvant éventuellement varier sans entraîner de changement dans la fonction de base à laquelle il se rapporte. De la sorte, une valeur modifiée par un ou plusieurs termes tel(s) que "environ" et "sensiblement" ne doit pas se limiter à la valeur précise indiquée. Dans certains cas, le vocabulaire d'approximation peut correspondre à la précision d'un instrument servant à mesurer la valeur. Ici et dans la totalité de la description et des revendications, des limites d'intervalles peuvent être combinées et ou interverties, ces intervalles étant identifiés et incluant tous les sous-intervalles qu'ils renferment, sauf le contexte ou une mention spéciale impose le contraire. Dans la description et les revendications ci-après, les articles définis et indéfinis au singulier incluent le pluriel, sauf si le contexte impose clairement le contraire. Au sens du présent fascicule, la conjonction "ou" ne doit pas être entendue comme étant exclusive et se rapporte à au moins un des éléments cités (par exemple une zone) présents et couvre des cas où une combinaison des éléments cités peut être présente, sauf s'il en va clairement autrement compte tenu du contexte. Au sens du présent fascicule, le terme "couche" désigne un matériau disposé d'une manière continue ou discontinue sur au moins une partie d'une surface sous-jacente. Par ailleurs, le terme "couche" ne signifie pas forcément une épaisseur uniforme du matériau disposé, et le matériau disposé peut avoir une épaisseur uniforme ou variable. En outre, l'expression "une couche", au sens du présent fascicule, désigne une couche unique ou une pluralité de couches, sauf s'il en va clairement autrement compte tenu du contexte. Au sens du présent fascicule, l'expression "disposées sur" se rapporte, sauf mention spécifique contraire, à des couches disposées directement au contact les unes des autres ou indirectement par l' intermédiaire de couches intercalées entre elles. L'adjectif "adjacentes", tel qu'il est employé ici, signifie que les deux couches sont disposées d'une façon contiguë et sont directement au contact l'une de l'autre. Dans le présent exposé, quand une couche/un composant est décrit comme étant "sur" une autre couche ou un autre substrat, il doit être entendu que les couches/les composants peuvent soit être directement au contact les uns des autres soit avoir une couche ou un composant (ou plus) entre les couches et les composants. Par ailleurs, le terme "sur" décrit la position relative des couches/composants les uns par rapport aux autres et ne signifie pas forcément "par-dessus", car la position relative au-dessus ou au-dessous dépend de l'orientation du composant par rapport à la personne qui le regarde. De plus, l'utilisation de "haut", "bas", "au- dessus", "au-dessous" et de variantes de ces termes n'est faite que par commodité et, sauf stipulation contraire, ne requiert aucune orientation particulière des éléments. Comme décrit en détail ci-après, un système semiconducteurs à intégration monolithique est présenté. L'expression "intégration monolithique" employée dans le présente fascicule se rapporte à un système à semiconducteurs dont tous les éléments sont construits/fabriqués dans/par-dessus un substrat unique. Les figures 1 et 2 représentent schématiquement un système à semiconducteurs à intégration monolithique 100 selon quelques formes de réalisation de l'invention. Comme illustré sur les figures 1 et 2, le système à semiconducteurs 100 comporte un substrat 110 et un composant 120 à semiconducteur à base de nitrure de gallium (GaN) est construit sur le substrat 110. Le système semiconducteurs comporte en outre au moins une structure 130 de suppression de tensions transitoires (STT). La structure de STT peut être construite dans le substrat, comme illustré sur la Figure 1, ou, selon une autre possibilité, la structure de STT peut être construite sur le substrat, comme illustré sur la Figure 2. La structure de STT 130 est électriquement au contact 140 du composant 120 semiconducteur à base de GaN, comme indiqué sur les figures 1 et 2. Pour plus de concision, les expressions "composant semiconducteur à base de nitrure de gallium" et "composant à base de GaN" sont utilisées ici d'une manière interchangeable. En outre, les expressions "structure de suppression de tensions transitoires" et "structure de STT" sont utilisées ici d'une manière interchangeable. Selon une forme de réalisation de l'invention, le substrat est en silicium (Si). L'utilisation d'un substrat en Si offre avantageusement une option plus économique et rentable pour les composants à base de GaN. Le système à semiconducteurs peut comporter tout composant à base de GaN 120 approprié pour l'application finale du système. Pour des configurations particulières, le composant 120 à base de GaN comprend un transistor à base de GaN, une diode à base de GaN ou des combinaisons de ceux-ci. Un exemple nullement limitatif approprié de transistor à base de GaN comprend un transistor à effet de champ (TEC) tel que, par exemple, un transistor à grande mobilité d'électrons (HEMT), un transistor à effet de champ à jonction (JFET) à grille, un transistor à effet de champ métal-oxyde-semiconducteur (MOSFET), ou des combinaisons de ceux-ci. Un ou plusieurs des composants à base de GaN 120 peut/peuvent être construits sur le substrat 110 dans une configuration latérale ou une configuration verticale. Pour des configurations particulières, le composant à base de GaN 120 est un HEMT. Considérant maintenant la Figure 3, il y est représenté une vue schématique d'un exemple de composant HEMT à base de GaN 120. L'exemple de composant HEMT 120 illustré sur la Figure 3 comprend éventuellement une couche tampon 121 disposée sur le substrat en Si 110. Pour des configurations particulières, une ou plusieurs couches intermédiaires (non représentées) peut/peuvent être disposée(s) entre la couche tampon 121 et le substrat en Si. Pour la configuration représentée sur la Figure 3, une couche de GaN 122 est disposée sur la couche tampon 121, et une couche de nitrure d'aluminium-gallium (A1GaN) 123 est disposée sur la couche de GaN 122. Pour l'agencement illustré, le composant HEMT 120 comprend en outre une borne de grille 125, une borne de source 126 et une borne de drain 127, comme indiqué sur la Figure 3. Dans certaines configurations, la couche de GaN 122 et la couche d'AlGaN 123 sont de type intrinsèque (type I) et une couche supplémentaire d'AlGaN de type P (non représentée) peut être disposée entre la couche d'AlGaN 123 et la borne de grille 126. Une couche de couverture 124 (facultative) peut en outre être intercalée entre la borne de source 125 / la borne de drain 127 et la couche d'AlGaN 123. Le composant HEMT à base de GaN 120 peut être construit sur le substrat en Si 110 en disposant ou formant successivement une ou plusieurs des couches précitées. L'expression "construit sur" ou "se construisant sur" utilisée dans le présent fascicule signifie que le composant à base de GaN 120 / la structure de STT 130 peut être construite directement au contact d'au moins une partie du substrat 110, ou, selon une autre possibilité, qu'un (une) ou plusieurs couche(s) / composant(s) peut/peuvent être intercalé(es) entre les composants à base de GaN 120 / la structure de STT 130 et le substrat 110. Pour des configurations particulières, le composant à base de GaN 120 peut être construit sur un/une ou plusieurs couches ou composants intermédiaires, lesquels sont en outre disposés sur au moins une partie du substrat 110. Par exemple, dans certaines configurations, le composant à base de GaN 120 peut être construit sur au moins une partie d'une structure de STT 130 disposée sur le substrat, comme illustré sur la Figure 7 (décrit en détail plus loin). Comme évoqué plus haut, une structure de suppression de tensions transitoires (STT), également appelée dispositif de protection contre les surtensions, est un composant électronique servant à protéger des équipements électroniques fragiles contre les dommages provoqués, par exemple, par des pointes de tension. Une tension (ou une intensité) transitoire ou excessive est une surtension (ou surintensité) momentanée ou éphémère susceptible de nuire à des circuits électroniques fragiles. Ci-après, les termes "surtension" et "tension transitoire" pourront être employés d'une manière interchangeable pour désigner une hausse de tension inattendue ou excessive en comparaison d'une tension moyenne dans le système. De même, les termes "surintensité" et "intensité transitoire" pourront servir d'une manière interchangeable pour indiquer une hausse inattendue de l'intensité en comparaison d'une intensité moyenne se propageant dans le système. Ci-après, le terme "transitoires" pourra servir à désigner d'une manière générique une tension transitoire ou une intensité transitoire. Globalement, un dispositif de suppression de tensions transitoires fonctionne suivant deux principes : atténuer l'excès d'intensité ou l'intensité transitoire en limitant de ce fait l'intensité résiduelle, ou détourner une intensité transitoire ou une intensité excessive des composants électroniques fragiles. Atténuer une intensité transitoire s'obtient ordinairement en faisant en sorte que l'intensité transitoire n'atteigne ni n'affecte les composants électroniques fragiles, souvent à l'aide de filtres montés en série avec les composants électroniques. Détourner une intensité transitoire s'obtient ordinairement à l'aide d'un dispositif de fixation de niveau de tension ou d'un dispositif du type à protection par court-circuit. En fonctionnement, le dispositif de fixation de niveau de tension a une impédance variable qui varie en réponse au courant passant dans le dispositif de fixation de niveau de tension. Pour des configurations particulières, la structure de STT 130 peut être un dispositif de fixation de niveau. Plus particulièrement, la structure de STT 130 peut être conçue pour fonctionner en mode pénétration, en mode avalanche ou dans des modes combinant ces deux derniers quand une tension appliquée au composant à base de GaN 120 dépasse une tension de seuil. L'expression "mode pénétration" employée ici, connue en anglais sous l'expression « punch-through mode », signifie que la structure de STT fonctionne par physique de "pénétration", dite encore de "perçage", de telle sorte que, lorsqu'augmente la tension dans la structure de STT, une zone d'appauvrissement s'étende dans la structure et que de grandes quantités de courant puissent passer dans la structure de STT. Par ailleurs, la structure de STT est apte à conserver cet état avec un changement minime de la tension dans celle-ci. L'expression "mode avalanche" employée ici se rapporte au processus selon lequel des semiconducteurs conservent un champ électrique à l'intérieur d'une ou de plusieurs zones du composant, grâce à quoi le processus d'ionisation démarre, aboutissant à une multiplication des porteurs de charges. Les structures de STT peuvent, si on le souhaite, conserver cet état, mais cela implique d'ordinaire une augmentation non linéaire de l'intensité, dépassant la tension de déblocage du composant, et peuvent, dans ces conditions, connaître de fortes hausses de l'intensité et donc un échauffement dans le composant. L'expression "tension de seuil" employée ici se rapporte à la tension à laquelle le composant à structure de STT se débloquera effectivement, ou commencera à laisser passer un courant. Comme évoqué, la structure de STT 130 contient du silicium issu soit du matériau d'origine du substrat, soit d'un matériau redéposé par croissance épitaxiale. La structure de STT 130 peut avoir une configuration latérale, ou encore verticale, dans le système à semiconducteurs. Les figures 3 à 6 illustrent des exemples de configurations dans lesquelles la structure de STT 130 a une configuration latérale. La Figure 7 illustre un exemple de configuration dans laquelle la structure de STT 130 a une configuration verticale. Considérant à nouveau les figures 3 à 7, la structure de STT 130 comprend une première zone semiconductrice 131 d'un premier type de conductivité et une deuxième zone semiconductrice 132 d'un second type de conductivité et électriquement au contact de la première zone semiconductrice. La structure de STT 130 comprend en outre une troisième zone semiconductrice 133 d'un premier type de conductivité et électriquement au contact de la deuxième zone semiconductrice 132. Pour des configurations particulières, la première conductivité est de type P et la seconde conductivité est de type N. Dans ces conditions, la structure de STT comprend un composant P- N-P. Pour d'autres agencements, la première conductivité est de type N et la seconde conductivité est de type N. Dans ces conditions, la structure de STT comprend un composant N-P-N. Il faut souligner ici que la conductivité qu'un matériau semiconducteur indique les porteurs de charges majoritaires et minoritaires dans le matériau semiconducteur. Par exemple, un matériau semiconducteur de type N contient des "porteurs de charges négatives" comme porteurs de charges majoritaires et des "porteurs de charges positives" comme porteurs de charges minoritaires. Par exemple, un matériau semiconducteur de type P contient des "porteurs de charges négatives" comme porteurs de charges minoritaires et des "porteurs de charges positives" comme porteurs de charges majoritaires. Comme le comprendra un spécialiste ordinaire de la technique, un "porteur de charge négative" se rapporte à des électrons, tandis qu'un "porteur de charge positive" se rapporte à des trous. Pour des configurations particulières, le premier type de conductivité est du type N+ et le second type de conductivité est du type P. Dans un composant du type N-P-N, quand le composant est soumis à un potentiel dans les deux couches de type N, une couche d'appauvrissement se forme (surtout) dans la couche de type P, car elle est bien moins dopée que les deux couches de type N. Son dopage est, par exemple, inférieur de un à cinq ordres de grandeur, soit de un dixième à un dix millième de la concentration de dopant des couches de type N. Selon un autre exemple, si la concentration de dopant dans les couches de type N est d'environ 1018/cm3, la concentration de dopant dans les couches de type P doit être d'environ 1015 /cm3. Lorsqu'augmente la tension dans le composant, la zone d'appauvrissement s'étend entièrement d'un côté à l'autre de la couche de type P et, sur l'autre face, touche la couche de type N. Cela conduit au mode "pénétration" évoqué plus haut, et une grande quantité de courant commence à passer dans le composant. Le composant est apte à conserver cet état avant un changement minime de la tension dans celui-ci. Une explication similaire décrit le mode de fonctionnement où la polarité des couches devient P-N- P. La structure à avalanche peut être semblable à la structure à pénétration illustrée sur les figures 3 à 7. Un ajustement de l'épaisseur et du dopage de la deuxième zone semiconductrice 132 permet d'amener la structure de STT 130 à fonctionner en mode avalanche au lieu du mode pénétration. Comme évoqué plus haut, la structure de STT 130 est électriquement au contact 140 du composant à base de GaN 120. Pour des configurations particulières, la structure de STT 130 est électriquement au contact du composant à base de GaN 120 via une borne grille-source, une borne drain-source, une borne grille-drain ou des combinaisons de celles-ci. La Figure 4 illustre un agencement dans lequel la première zone semiconductrice 131 est électriquement au contact 140 d'une borne de source 126 du composant à base de GaN 130 et la troisième zone semiconductrice 133 est électriquement au contact d'une borne de grille 125 du composant à base de GaN 120. La Figure 5 illustre un autre agencement possible dans lequel la première zone semiconductrice 131 est électriquement au contact 140 d'une borne de source 126 du composant à base de GaN 130 et la troisième zone semiconductrice 133 est électriquement au contact d'une borne de drain 127 du composant à base de GaN 120. Par ailleurs, dans certaines configurations, le système à semiconducteurs peut comporter de multiples structures de STT 130. La Figure 6 illustre un agencement comprenant deux structures de STT 130. Dans ces conditions, les deux structures de STT peuvent être connectées électriquement aux mêmes bornes dans le composant à base de GaN 120 ou à des bornes différentes. La Figure 6 illustre une configuration dans laquelle une première structure de STT 130 est connectée électriquement à la borne de source 125 et à la borne de grille 125 du composant à base de GaN 120. La seconde structure de STT est connectée électriquement à la borne de source 126 et à la borne de drain 127. Pour des configurations particulières, le composant à base de GaN 120 peut être entouré par une série d'anneaux, comprenant la structure de STT 130, pour pouvoir recevoir des courants d'une plus forte intensité. Pour des configurations particulières, la première zone semiconductrice 131, la deuxième zone semiconductrice 132 et la troisième zone semiconductrice 133 sont formées dans le substrat en Si 110, comme illustré sur les figures 4 à 6. Dans ces conditions, la première zone semiconductrice 131, la deuxième zone semiconductrice 132 et la troisième zone semiconductrice 133 peuvent être formées dans le substrat en Si 110 à l'aide de n'importe quelle technique appropriée, par exemple la diffusion de dopants de type N ou de dopants de type P. On peut citer, comme exemples nullement limitatifs de dopants de type P appropriés, le bore, l'aluminium, le gallium, le magnésium, le carbone, le calcium ou des combinaisons de ceux-ci. On peut citer, comme exemples nullement limitatifs de dopants de type N appropriés, l'azote, le phosphore, l'arsenic, l'antimoine ou des combinaisons de ceux-ci. Pour des configurations particulières, la première zone semiconductrice 131, la deuxième zone semiconductrice 132 et la troisième zone semiconductrice 133 sont formées par croissance épitaxiale sur le substrat en Si 110, comme illustré sur la Figure 7. La Figure 7 illustre une configuration verticale de la structure de STT 130. Pour l'agencement représenté sur la Figure 7, le système à semiconducteurs 100 comporte une structure mesa qui comprend un substrat en Si (p.ex. à conductivité de type N+). Le système à semiconducteurs 100 comporte en outre une première zone semiconductrice 131 (p.ex. à conductivité de type N+) formée par croissance épitaxiale, une deuxième zone semiconductrice 132 (p.ex. à conductivité de type P-) formée par croissance épitaxiale, au contact de la première zone semiconductrice 131, et une troisième zone semiconductrice 133 (p.ex. à conductivité de type N+) formée par croissance épitaxiale, électriquement au contact de la deuxième zone semiconductrice 132. Pour des configurations particulières, la deuxième zone semiconductrice 132 est relativement peu dopée par rapport à la première zone semiconductrice 131 et à la troisième zone semiconductrice 133. Pour des configurations particulières, une concentration uniforme de dopant dans le substrat 110 et les zones 131, 132 et 133 améliore l'uniformité de la répartition du champ électrique dans la zone d'appauvrissement, ce qui améliore la caractéristique de tension de claquage. De plus, dans des configurations particulières, comme illustré sur la Figure 7, la structure de STT peut avoir une paroi latérale biseautée. La paroi latérale biseautée peut présenter un angle d'environ cinq degrés à environ quatre-vingt degrés par rapport à une interface entre couches adjacentes en contact afin de réduire le profil du champ électrique maximal sur une surface du système. On va également présenter un procédé de fabrication de système à semiconducteurs à structure monolithique. Considérant à nouveau les figures 1 et 2, le procédé comporte les étapes de (a) réalisation d'un substrat en silicium (Si) 110 ; (b) construction, sur le substrat 110, d'un composant semiconducteur à base de nitrure de gallium (GaN) 120 ; (c) construction, dans ou sur le substrat 110, d'une structure de suppression de tensions transitoires (STT) 130 ; et (d) couplage électrique de la structure de STT 130 avec le composant semiconducteur à base de GaN 120. Comme évoqué plus haut, la structure de STT 130 peut être conçue pour fonctionner en mode pénétration, en mode avalanche ou dans des modes combinant ces deux derniers quand une tension appliquée dans le composant semiconducteur à base de GaN 120 dépasse une tension de seuil. Il faut souligner que, lors de certains processus, l'étape (b) peut être exécutée avant l'étape (a) ou, selon une autre possibilité, l'étape (c) peut être exécutée avant l'étape (b) lors de certains autres processus. Le composant à base de GaN 120 peut être construit sur le substrat en Si 100 par croissance épitaxiale d'une ou de plusieurs couches du composant à base de GaN 120. Par exemple, considérant à nouveau la Figure 3, dans certaines configurations, le composant à base de GaN 120 peut être construit en disposant ou formant successivement une ou plusieurs des couches 121, 122 et 123 et en formant les bornes de source, de grille et de drain 125, 126 et 127. Le procédé peut en outre éventuellement comporter la construction de la structure de STT 130 en formant une première zone semiconductrice 131 d'un premier type de conductivité, comme illustré sur les figures 4 à 7. Le procédé comporte en outre la formation d'une deuxième zone semiconductrice 132, d'un second type de conductivité et électriquement au contact de la première zone semiconductrice 131, et la formation d'une troisième zone semiconductrice 133, d'un premier type de conductivité et électriquement au contact de la deuxième zone semiconductrice 132, comme illustré sur les figures 4 à 7. Pour des configurations particulières, la première conductivité est du type P et la seconde conductivité est du type N. Dans ces conditions, la structure de STT comprend un dispositif PN-P. Pour d'autres configurations, la première conductivité est de type N et la seconde conductivité est de type N. Dans ces conditions, la structure de STT comprend un composant N-P-N. Pour des configurations particulières, le premier type de conductivité est le type N+ et le second type de conductivité est le type P-. Encore en référence aux figures 4 à 6, pour des processus particuliers, l'étape de formation de la structure de STT peut comprendre la formation de la première zone semiconductrice 131, de la deuxième zone semiconductrice 132 et de la troisième zone semiconductrice 133 dans le substrat en Si 110. Dans ces conditions, la structure de STT 130 peut être formée à l'aide de n'importe quelle technique adéquate, par exemple la diffusion. Pour certains autres processus particuliers, comme illustré sur la Figure 7, l'étape de formation de la structure de STT 130 peut comprendre une croissance épitaxiale de la première zone semiconductrice 131, de la deuxième zone semiconductrice 132 et de la troisième zone semiconductrice 133 sur le substrat en Si 110. Comme illustré sur la Figure 7, lors de ces processus, le composant à base de GaN 1130 est construit sur la structure de STT 130 après l'étape de fabrication de structure de STT sur le substrat en Si 110. Le procédé peut en outre comporter le couplage électrique 140 de la structure de STT 130 avec un composant semiconducteur à base de GaN 120 via une borne grille-source, une borne drain-source, une borne grille-drain ou des combinaisons de celles-ci, comme illustré sur les figures 4 à 7. Les systèmes à semiconducteurs décrits plus haut constituent un moyen rentable et fiable de protection de composants à base de GaN contre les surtensions afin d'empêcher des états d'avalanche. REVENDICATIONS1. Système à semiconducteurs à intégration monolithique (100), comportant : un substrat en silicium (110) ; un composant semiconducteur à base de nitrure de gallium (120), construit sur le substrat (110) ; et au moins une structure de suppression de tensions transitoires (STT) (130) construite dans ou sur le substrat (110), dans lequel la structure de STT (130) est électriquement au contact (140) du composant semiconducteur à base de GaN (120) et dans lequel la structure de STT (130) est conçue pour fonctionner en mode pénétration, en mode avalanche ou dans des modes combinant ces deux derniers quand une tension appliquée dans le composant semiconducteur à base de GaN (120) dépasse une tension de seuil. 2. Système à semiconducteurs (100) selon la revendication 1, dans lequel la structure de STT (130) a une configuration latérale. 3. Système à semiconducteurs (100) selon la revendication 1, dans lequel la structure de STT (130) a une configuration verticale. 4. Système à semiconducteurs (100) selon la revendication 1, dans lequel la structure de STT (130) comprend : une première zone semiconductrice (131) d'un premier type de conductivité ; une deuxième zone semiconductrice (132) d'un second type de conductivité et électriquement au contact de la première zone semiconductrice (131) ; et une troisième zone semiconductrice (133) d'un premier type de conductivité et électriquement au contact de la deuxième zone semiconductrice (132). 5. Système à semiconducteurs (100) selon la revendication 4, dans lequel le premier type de conductivité est le type N+ et le second type de conductivité est le type P. 6. Système à semiconducteurs (100) selon la revendication 4, dans lequel la première zone semiconductrice (131), la deuxième zone semiconductrice (132) et la troisième zone semiconductrice (133) sont formées dans le substrat en Si (110). 7. Système à semiconducteurs (100) selon la revendication 4, dans lequel la première zone semiconductrice (131), la deuxième zone semiconductrice (132) et la troisième zone semiconductrice (133) sont formées par croissance épitaxiale sur le substrat en Si (110). 8. Système à semiconducteurs (100) selon la revendication 4, dans lequel la structure de STT (130) comprend en outre une couche de GaN (122) disposée sur au moins une partie du substrat en Si (110), et la première zone semiconductrice (131), la deuxième zone semiconductrice (132) et la troisième zone semiconductrice (133) sont formées dans la couche de GaN (122). 9. Système à semiconducteurs (100) selon la revendication 1, dans lequel la structure de STT (130) est électriquement au contact du composant semiconducteur à base de GaN (120) via une borne grille-source, une borne drain-source, une borne grille-drain ou des combinaisons de celles-ci. 10. Système à semiconducteurs (100) selon la revendication 1, dans lequel le composant semiconducteur à base de GaN (120) comprend un transistor à grande mobilité d'électrons (HEMT), un transistor à effet de champ à jonction (JFET) à grille, un transistor à effet de champ métal-oxyde-semiconducteur (MOSFET), une diode ou des combinaisons de ceux-ci. 11. Système à semiconducteurs à intégration monolithique (100), comportant : un substrat en silicium (110) ; un composant semiconducteur à base de nitrure de gallium (GaN) (120), construit sur le substrat (110) ; et au moins une structure de suppression de tensions transitoires (STT) (130) construite dans ou sur le substrat (110), dans lequel la structure de STT (130) est électriquement au contact (140) du composant semiconducteur à base de GaN (120) et dans lequel la structure de STT (130) est conçue pour fonctionner en mode pénétration, en mode avalanche quand une tension appliquée dans le composant semiconducteur à base de GaN (120) dépasse une tension de seuil. 12. Procédé pour fabriquer un système à semiconducteurs à intégration monolithique (100), comportant : (a) la réalisation d'un substrat en Si (110) ; (b) la construction d'un composant semiconducteur à base de GaN (120) sur le substrat (110) ; (c) la construction d'au moins une structure de STT (130) dans ou sur le substrat (110) ; et (d) le couplage électrique de la structure de STT (130) avec le composant semiconducteur à base de GaN (120), la structure de STT étant (130) étant électriquement au contact (140) du composant semiconducteur à base de GaN (120) et la structure de STT (130) étant conçue pour fonctionner en mode pénétration, en mode avalanche ou dans des modes combinant ces deux derniers quand une tension appliquée dans le composant semiconducteur à base de GaN (120) dépasse une tension de seuil. 13. Procédé selon la revendication 12, dans lequel l'étape (c) comprend :la formation d'une première zone semiconductrice (131) d'un premier type de conductivité ; la formation d'une deuxième zone semiconductrice (132), d'un second type de conductivité et électriquement au contact de la première zone semiconductrice (131) ; et la formation d'une troisième zone semiconductrice (133), d'un premier type de conductivité et électriquement au contact de la deuxième zone semiconductrice (132). 14. Procédé selon la revendication 13, dans lequel le premier type de conductivité est le type N+ et le second type de conductivité est le type P. 15. Procédé selon la revendication 13, dans lequel l'étape (c) comprend la formation dans le substrat en Si (110), par diffusion, dopage, implantation d'ions ou par des combinaisons de ceux-ci, de la première zone semiconductrice (131), de la deuxième zone semiconductrice (132) et de la troisième zone semiconductrice (133). 16. Procédé selon la revendication 13, dans lequel l'étape (c) comprend la formation sur le substrat en Si (110), par croissance épitaxiale, de la première zone semiconductrice (131), de la deuxième zone semiconductrice (132) et de la troisième zone semiconductrice (133). 17. Procédé selon la revendication 13, comportant en outre la disposition d'une couche de GaN (122) sur au moins une partie du substrat en Si (110), et la formation de la première zone semiconductrice (131), de la deuxième zone semiconductrice (132) et de la troisième zone semiconductrice (133) dans la couche de GaN (122). 18. Procédé selon la revendication 13, dans lequel l'étape (d) comprend le couplage électrique de la structure de STT (130)avec un dispositif semiconducteur à base de GaN (120) via une borne grille-source, une borne drain-source, une borne grille-drain ou des combinaisons de celles-ci. 19. Procédé selon la revendication 13, dans lequel le composant semiconducteur à base de GaN (120) comprend un transistor à grande mobilité d'électrons (HEMT), un transistor à effet de champ à jonction (JFET) à grille, un transistor à effet de champ métal-oxyde-semiconducteur (MOSFET), une diode ou des combinaisons de ceux-ci.