Brevet FR3102006A1 — publié le 20210416

Composant électronique La présente description concerne un composant électronique (2) comportant : une première couche (220) en un premier matériau choisi parmi le silicium ou le carbure de silicium, intrinsèque ou dopé de type p ; une deuxième couche (222) en un deuxième matériau choisi parmi le silicium ou le carbure de silicium, dopé de type n, la deuxième couche étant située sur et en contact avec la première couche ; et une troisième couche (226) en un troisième matériau choisi parmi les nitrures des éléments de type III, la troisième couche étant située sur la deuxième couche. Figure pour l'abrégé : Fig. 2 Composant électronique La présente description concerne de façon générale les composants électroniques et, plus particulièrement, les composants de puissance à base de nitrure de gallium (GaN). On connaît des composants électroniques de puissance comportant une couche de nitrure de gallium formée par épitaxie sur un substrat en silicium ou en carbure de silicium. De tels composants possèdent généralement, lorsqu’ils sont polarisés, une tenue en tension limitée par l’épaisseur de la couche de nitrure de gallium. Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la figure 1 représente, de façon schématique et simplifiée, un exemple de système de conversion d’énergie du type auquel s’appliquent, à titre d’exemple, les modes de réalisation décrits ; la figure 2 est une vue en coupe, schématique et partielle, d’un mode de réalisation d’un composant électronique ; la figure 3 représente, par des vues (A) et (B), des courbes de variation, en fonction de la profondeur, du champ électrique à l’intérieur du composant électronique de la figure 2 ; la figure 4 est une vue en coupe, schématique et partielle, d’un mode de réalisation d’un transistor ; et la figure 5 est une vue en coupe, schématique et partielle, d’un mode de réalisation d’une diode. Composant électronique (2 ; 4 ; 5) comportant : une première couche (220 ; 220′ ; 220″) en un premier matériau choisi parmi le silicium et le carbure de silicium, intrinsèque ou dopé de type p ; une deuxième couche (222 ; 222′ ; 222″) en un deuxième matériau choisi parmi le silicium et le carbure de silicium, dopé de type n, la deuxième couche étant située sur et en contact avec la première couche ; et une troisième couche (226 ; 226′ ; 226″) en un troisième matériau choisi parmi les nitrures des éléments de type III, la troisième couche étant située sur la deuxième couche. Composant selon la revendication 1, dans lequel la troisième couche (226 ; 226′ ; 226″) est obtenue par épitaxie. Composant selon la revendication 1 ou 2, comportant une quatrième couche (224 ; 224′ ; 224″) intercalée entre la deuxième couche (222 ; 222′ ; 222″) et la troisième couche (226 ; 226′ ; 226″), dans lequel : la quatrième couche est située sur et en contact avec la deuxième couche ; et la troisième couche est située sur et en contact avec la quatrième couche. Composant selon la revendication 3, dans lequel : le premier matériau et le deuxième matériau sont du silicium ; et la quatrième couche (224 ; 224′ ; 224″) comporte un empilement comprenant une sous-couche en nitrure d’aluminium et une sous-couche en nitrure d’aluminium-gallium, la deuxième couche (222 ; 222′ ; 222″) étant orientée {111}. Composant selon la revendication 3 ou 4, dans lequel le dopage de type n de la deuxième couche (222 ; 222′ ; 222″) compense un dopage de type p provoqué par un dépôt de la quatrième couche (224 ; 224′ ; 224″). Composant selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel : la première couche (220 ; 220′ ; 220″) possède une épaisseur comprise entre 10 µm et 150 µm, de préférence environ égale à 30 µm ; et/ou la deuxième couche (222 ; 222′ ; 222″) possède une épaisseur comprise entre 1,5 µm et 5 µm, de préférence environ égale à 2 µm. Composant selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel : le dopage de la première couche (220 ; 220′ ; 220″) est environ égal à 10 14 at./cm 3 ; et/ou le dopage de la deuxième couche (222 ; 222′ ; 222″) est compris entre environ 5.10 16 at./cm 3 et environ 1.10 20 at./cm 3 . Composant selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel la première couche (220 ; 220′ ; 220″) est située sur et en contact avec un substrat (20 ; 20′ ; 20″). Composant selon la revendication 8, dans lequel le substrat (20 ; 20′ ; 20″) est en silicium dopé de type p entre environ 10 15 at./cm 3 et environ 10 19 at./cm 3 . Composant selon la revendication 8, dans lequel le substrat (20 ; 20′ ; 20″) est en carbure de silicium dopé de type p entre environ 10 15 at./cm 3 et environ 10 19 at./cm 3 . Composant selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, comportant une première borne (26 ; 26′ ; 26″) et une deuxième borne (24 ; 24′ ; 24″) situées sur la troisième couche (226 ; 226′ ; 226″). Composant selon la revendication 11 et selon la revendication 8, 9 ou 10, dans lequel la première borne (26 ; 26′ ; 26″) est mise en court-circuit avec le substrat (20 ; 20′ ; 20″). Composant selon la revendication 11 ou 12, le composant étant une diode (5) dans laquelle : la première borne (26″) est une borne d’anode ; et la deuxième borne (24″) est une borne de cathode. Composant selon la revendication 11 ou 12, le composant étant un transistor (4) dans lequel : la première borne (26′) est une borne de source ; la deuxième borne (24′) est une borne de drain ; et une troisième borne supplémentaire (40), située sur la troisième couche (226′), est une borne de grille. Convertisseur d’énergie (12) comprenant au moins un composant (2 ; 4 ; 5) selon l’une quelconque des revendications 1 à 14. Procédé de fabrication d’un composant (2 ; 4 ; 5) selon l’une quelconque des revendications 1 à 14. Procédé selon la revendication 16, comprenant des étapes consistant à : prévoir un substrat (20 ; 20′ ; 20″) ; former, sur et en contact avec le substrat, une première couche (220 ; 220′ ; 220″) dopée de type p ; former, sur et en contact avec la première couche, une deuxième couche (222 ; 222′ ; 222″) dopée de type n ; et former, sur et en contact avec la deuxième couche, une troisième couche (226 ; 226′ ; 226″) en nitrure de gallium.