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Thèse : Study and realization of monolithic-hybrid multipole switching cells integrating "active fuse" function (H/F)


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Informations générales

Référence : UMR5213-STETRI-005
Lieu de travail : TOULOUSE
Date de publication : mardi 26 juin 2018
Nom du responsable scientifique : Direction de thèse : A. Bourennane (LAAS-CNRS), F. Richardeau (LAPLACE)
Type de contrat : CDD Doctorant/Offre de thèse
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 juillet 2018
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 1 768,55 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

Ce sujet s'inscrit dans le cadre de recherches visant à développer une électronique de puissance plus intégrée obtenue par l'émergence de nouvelles structures silicium monolithiques et mixtes monolithiques – hybrides sous la forme d'un réseau de cellules de commutation plus performantes, plus fiables et à très faible coût de fabrication comparativement à une approche d'intégration totalement hybride.

Cette proposition vise à concevoir et à réaliser de nouvelles puces multi-pôles à RC-IGBT verticaux, associées à un moyen d'isolement de type de fusible actif intégré de manière monolithique en surface des mêmes puces et contrôlable par un réseau de déclencheurs à thyristors également intégrable au plus près des IGBTs. Ce même réseau déclencheur a aussi la faculté de pouvoir connecter un bras de pont redondant ou un point milieu de source pour suppléer à la défaillance du bras défaillant et ainsi assurer une continuité de service.

Contexte de travail

Ce travail permettrait une plus forte fonctionnalisation sur des convertisseurs génériques très intégrés (1200 V, 100 A/cm2) intrinsèquement sécurisés et reconfigurables et à propriétés de tolérance de pannes internes. Toutes ces propriétés auront un impact important sur le plan applicatif (systèmes critiques, systèmes embarqués, …).

1- La première phase du travail abordera les problématiques technologiques portant sur la réalisation de fusibles actifs sur silicium. Un travail de recherche bibliographique sera mené sur les techniques proposées dans la littérature.
2- Etude par simulations (COMSOL/Sentaurus) d'une structure IGBT verticale monolithiquement intégrée sur silicium avec un fusible actif.
3- Réalisation en salle blanche de briques technologiques spécifiques permettant la réalisation du fusible actif, compatibles avec la filière IGBT flexible.
4- Intégration de ces briques spécifiques dans le process-flow de la filière IGBT flexible.
5- Intégration des fusibles actifs dans une structure multi-pôle (anode commune, cathode commune) et réalisation des structures en salle blanche du LAAS.
6- Assemblage des puces sur substrats SMI/PCB et caractérisation.

Lieu de la thèse : LAAS-CNRS / Toulouse – Collaboration avec le laboratoire Ampère – Lyon.

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