Missions

L’objectif du poste d'assistant ingénieur est d’étudier de nouvelles structures de transistors à haute mobilité électronique (HEMT) à base d’AlₓGa₁₋ₓN et de transistors à effet de champ en diamant, afin de comprendre leurs propriétés de transport électronique et les mécanismes de claquage. Pour atteindre ces objectifs, une étude des défauts électriquement actifs dans les couches actives des transistors ou dans le substrat sera menée à l’aide de techniques de courant induit par faisceau d’électrons (EBIC) et de temps de vol (ToF-EBIC) dans un microscope électronique à balayage. Les résultats expérimentaux permettront de mieux comprendre les mécanismes de transport impliqués dans les différents composants, en les comparant avec des mesures I-V, C-V et d’effet Hall.

Activités

- Utilisation autonome d'un microscope électronique à balayage,
- Réalisation autonome de mesures EBIC et ToF_EBIC,
- Analyse et modélisation des résultats,

Compétences

Le candidat idéal doit posséder des connaissances approfondies en physique de l’état solide et en composants électroniques à base de semiconducteurs à large bande interdite. Une expérience en mesure EBIC serait un atout.
- Rigueur et créativité,
- Adaptabilité,
- Autonomie dans les tâches,
- Esprit d'initiative,
- Sociabilité et aptitudes à la communication,
- Esprit d'équipe
- Travail en équipe
- Anglais : niveau B1.

Contexte de travail

L'institut Néel est une unité propre de recherche fondamentale (UPR 2940) en physique de la matière condensée. Dans ce laboratoire grenoblois du CNRS, l'agent est affecté au pôle Optiques et microscopies sous la responsabilité d’un ingénieur de recherche du pôle, il travaillera principalement avec cet ingénieur et un enseignant chercheur de l’équipe Semiconducteur à grand gap qui pilote pour Néel le projet ANR auquel est rattaché ce poste.

Contexte scientifique :
L’électronique de puissance joue un rôle clé dans le cycle de production-stockage-distribution de l’énergie électrique, en particulier dans les technologies d’énergies renouvelables. La majorité de l’énergie électrique produite est consommée après avoir subi plusieurs transformations, dont une grande partie est réalisée par des convertisseurs électroniques de puissance. Les pertes d’énergie dans ces convertisseurs proviennent principalement de leurs dispositifs semiconducteurs de puissance. Actuellement, ces dispositifs reposent sur la technologie silicium (Si), mature et bien établie. Cependant, le silicium présente des limitations importantes en termes de capacité de blocage, de température de fonctionnement et de fréquence de commutation.

Ces limites ont ouvert de nouvelles opportunités d’amélioration de l’efficacité, notamment grâce au développement de semiconducteurs à large bande interdite (WBGS, pour Wide BandGap Semiconductors), tels que le carbure de silicium (SiC) et le nitrure de gallium (GaN). Ces matériaux offrent des propriétés physiques supérieures à celles du silicium. Leurs champs électriques critiques élevés (≥ 2 MV/cm) permettent d’atteindre des tensions de blocage avec des couches épitaxiales plus fines, réduisant ainsi la résistance à l’état passant de deux ordres de grandeur dans la plupart des architectures de dispositifs. Les dispositifs à base de WBGS permettent de réduire les pertes par conduction et de fonctionner à des fréquences plus élevées, en particulier le GaN par rapport à ses équivalents. Ils ouvrent ainsi la voie à des composants plus efficaces, plus légers et capables de fonctionner à haute température (avec des besoins réduits en refroidissement).

Dans ce contexte, les semiconducteurs à ultra-large bande interdite (UWBGS, pour Ultra-Wide BandGap Semiconductors) suscitent un intérêt majeur en raison de leurs champs de claquage encore plus élevés, qui pourraient permettre des fonctionnements à des tensions encore plus élevées avec de faibles pertes à l’état passant. Alors que les WBGS ont atteint leur maturité et pénètrent désormais le marché de l’électronique de puissance, les UWBGS restent au stade de la recherche en laboratoire ou dans des startup, où leurs propriétés fondamentales sont encore étudiées. Parmi les UWBGS, l’AlₓGa₁₋ₓN (un alliage ternaire de GaN et AlN) présente un large spectre de bandes interdites, allant de 3,4 eV (GaN) à 6,2 eV (AlN), avec des applications allant de l’optoélectronique à l’amplification RF et aux applications de commutation de puissance. Le diamant, avec sa bande interdite de 5,5 eV, est un autre candidat prometteur pour l’électronique de puissance grâce à son champ de claquage élevé et sa conductivité thermique exceptionnelle.
Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.

Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.