Les transistors au GaN mis sur le marché
Les propriétés uniques du GaN, tant matérielles qu'électroniques, le rendent très intéressant pour l'électronique et l'optoélectronique. Outre qu'il fonctionne à des courants et des tensions supérieurs, il commute jusqu'à 10 fois plus vite que les équivalents en silicium. La mobilité des électrons dans les transistors au GaN a aussi conduit à améliorer d'un facteur 10 la densité de puissance dans la gamme des micro-ondes. De par ses performances, le GaN dispose d'un énorme potentiel pour diverses applications, mais il n'a pas encore remplacé les technologies précédentes. Il faut encore résoudre définitivement des problèmes techniques comme le piégeage d'électrons. Des chercheurs financés par l'UE se sont appuyés sur les ressources de III-V Lab en France pour utiliser un équipement de pointe afin de comprendre la cause et les mécanismes physiques des effets du piégeage. Dans le cadre du projet ELEGAN («Advanced characterisation of electronic properties of gallium nitride based devices»), ils ont constaté que l'influence des pièges est plus importante à hautes fréquences. Suite aux effets du piégeage, le courant du drain était notablement réduit dans les transistors faits de couches minces de GaN déposées sur d'autres matériaux comme le nitrure de silicium. L'effondrement du courant et les irrégularités de la tension réduisaient la puissance en sortie. À partir de ces résultats, les scientifiques du projet ELEGAN ont préparé des transistors de puissance GaN en mode normalement fermé. Un tel mode était très intéressant pour la première génération industrielle de véhicules électriques, conçus dans le cadre du projet E3CAR («Nanoelectronics for an energy-efficient electric car»). En outre, ces transistors de puissance on atteint le plus fort courant de drain à ce jour. Les transistors au GAN ont donc les caractéristiques nécessaires pour convenir aux concepts d'alimentation et de gestion de la puissance d'E3CAR. Mieux encore, ELEGAN a révélé que l'entrée du GaN sur le marché est tout à fait possible dans un futur proche, ouvrant des perspectives très intéressantes pour le secteur européen des semi-conducteurs.
Mots‑clés
Transistors, électronique, nitrure de gallium, silicium, voiture électrique
