Le carbure de silicium SiC est un semiconducteur présentant de

Le carbure de silicium SiC est un semiconducteur présentant de nombreuses propriétés physiques
intéressantes pour des applications en optoélectronique (gap direct de 2.4 à 3.3 eV selon les
polytypes), à haute fréquence (grande mobilité de porteurs), en milieu extrême (grande stabilité
thermique, résistance chimique, et conductivité thermique), et à champ électrique élevé (champ
de claquage élevé). Des diodes Schottky fonctionnant à 500°C ont déjà été réalisées avec succès.
L'oxyde thermique de SiC est le SiO2 comme pour le silicium, et dans tous les dispositifs
envisagés jusqu'à aujourd'hui, c'est le SiO2 thermique qui sert d'isolant (par exemple c’est le
diélectrique de grille pour les transistors MOSFET en SiC), sans doute à cause de la formation
aisée de cet oxyde. Néanmoins, dans les applications futures sous grand champ électrique, ce qui
est possible avec SiC, le champ local atteint dans l'oxyde, peut excéder le champ de claquage du
=
ε
ε
=
93
669
EEESiO SiC
SiO
SiC
SiCSiO2
2
2.
.
Un isolant de plus grande constante diélectrique permettrait de re-pousser cette limite en
réduisant le champ local dans l'isolant pour un même champ macroscopique appliqué.
Au sein du groupe « Physique des films minces » du LPGP un thème de recherche consacré à
l’étude de films minces isolants et amorphes (tels que SiO2, Si3N4, La2O3 ou LaAlO3) dédiés à la
réalisation de diélectriques de grille a été développé au cours de ces dernières années. Ce groupe
possède la maîtrise des dépôts par pulvérisation cathodique magnétron, ainsi que de la
préparation de structures MOS et des mesures électriques associées [caractéristiques C(V,T) et
I(V,T)].
Dans ce contexte, nous proposons un sujet de stage concernant le matériau HfO2 à forte
permittivité (å environ 20) déposé par pulvérisation cathodique magnétron d’abord sur Si (pour
optimiser les conditions de dépôt), puis sur SiC, avec éventuellement une couche mince
intermédiaire de SiO2. Dans le cadre de ce stage, l’étudiant devra corréler les différentes
propriétés du film (composition du film déterminée par microanalyse nucléaire, permittivité
déduite des courbes C(V)…. aux espèces présentes dans le plasma détectées par spectroscopie
d’émission optique.