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RÉSUMÉ
Près d’un siècle après la découverte de ses propriétés semi-conductrices en 1907, le carbure de silicium apparaît sur la scène économique avec la mise sur le marché des premiers composants commerciaux : les diodes Schottky en 2002 et les transistors JFET peu après, ainsi que les MESFET dans le domaine des hyperfréquences. Le prix très élevé des substrats et couches épitaxiées rend impératif d’avoir des simulations numériques très précises des comportements en régime statique et dynamique des composants. En effet, plus les simulations sont précises, plus on peut espérer réduire le nombre d’essais avant de réussir les composants.
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Christophe RAYNAUD : Maître de conférences à l’INSA de LYON
INTRODUCTION
Près d’un siècle après la découverte de ses propriétés semi-conductrices en 1907, le carbure de silicium apparaît sur la scène économique avec la mise sur le marché des premiers composants commerciaux : les diodes Schottky en 2002 et les transistors JFET peu après, ainsi que les MESFET dans le domaine des hyperfréquences. Le prix très élevé des substrats et couches épitaxiées rend impératif d’avoir des simulations numériques très précises des comportements en régime statique et dynamique des composants. En effet, plus les simulations sont précises, plus on peut espérer réduire le nombre d’essais avant de réussir les composants.
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2. Modélisation des diodes Schottky en régime direct
2.1 Description du modèle développé numériquement
La connaissance de la résistivité telle que calculée au § 1.6.5, permet de calculer la résistance série d’une diode Schottky ou bipolaire, dont on connaît les caractéristiques géométriques (épaisseur des couches, du substrat, surface des contacts ohmiques ou Schottky…).
Lors des mesures effectuées sur des diodes Schottky, il apparaît souvent, dans la zone de croissance exponentielle du courant en fonction de la tension une double pente à basse température.
Le calcul théorique de la caractéristique directe d’une diode Schottky s’effectue en utilisant le modèle thermoïonique, qui donne le courant sous la forme :
avec :
- n :
- coefficient d’idéalité
- Vd :
- tension aux bornes de la diode
- T :
- température
- k :
- constante de Boltzmann
- q :
- charge élémentaire, q = 1,6 · 10–19 C
- Isat :
- courant de saturation...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - JACQUIER (C.) - Nouvelles approches de la croissance épitaxiale de SiC : transport chimique en phase vapeur (CVT) et techniques à partir d’une phase liquide Al–Si. - Thèse de doctorat, Univ. Claud Bernard, LYON 1, 220 p., soutenue le 18 déc. 2003.
-
(2) - KONSTANTINOV (A.O.) et al - * - Appl. Phys. Lett., 71, p. 90 (1997).
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(3) - RAGHUNATHAN (R.), BALIGA (B.J.) - * - Solid-State Electronics., 43, p. 199 (1999).
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(4) - SHOCKLEY (W.) - * - Solid-State Electron., 2, p. 35 (1961).
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(5) - CHYNOWETH (A.G.) - * - Phys. Rev., 109, p. 1537 (1958).
-
(6) - KONSTANTINOV (A.O.) et al - * - J. Electron. Mater., 27, p. 335 (1998).
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