Description du sujet de thèse

Dans le cadre du programme et des équipements prioritaires de recherche (PEPR) en électronique, FrenchDiam est un consortium unique de 8 laboratoires de recherche français (5 du CNRS, 2 du CEA et 1 de l’INSA) qui s'attache, sur 4 ans, à explorer les applications du diamant en tant que matériau pour l'électronique de puissance. Il vise à tirer parti des propriétés remarquables du diamant pour démontrer la faisabilité de deux dispositifs avancés en diamant, un transistor vertical haute tension et une cellule de commutation monolithique, conçus pour repousser les limites de l'état de l'art actuel.
FrenchDiam prévoit d'optimiser les étapes technologiques nécessaires pour développer une filière de production (croissance de substrats de diamant de grande taille, épitaxie de couches dopées, …). Des tests approfondis seront effectués pour valider les performances des dispositifs et démontrer leur utilité. Le projet mettra également l'accent sur l'évaluation de l'impact environnemental de la production de composants en diamant.
Les recherches menées dans FrenchDiam permettront à la France d’être leader dans la technologie diamant pour la conversion de puissance, contrairement aux technologies SiC et GaN menées par les Etats-Unis et le Japon, en favorisant l’émergence d’une nouvelle génération de dispositifs de puissance clés répondant au défi de l’accélération de l’électrification dans de nombreux domaines. FrenchDiam consolidera ainsi la filière nationale autour du diamant et débouchera sur la mise en place d’une feuille de route afin d'entraîner l’industrie vers le diamant.
Les objectifs du travail de thèse concernent (1) la synthèse du diamant de type n dans/sur les flancs de structures mesa du transistor vertical pour permettre un contrôle de la conduction du transistor avec une grille à jonction pn et (2) la synthèse de diamant autosupporté servant de support à la cellule de commutation où le caractère isolant est primordial, quelle que soit la température de fonctionnement. Le.la doctorante réalisera les épitaxies de diamant par dépôt chimique en phase vapeur assistée par plasma micro-onde (MPCVD) et en caractérisera les propriétés physiques à l’aide de différentes mesures microscopiques (ex : électronique à balayage), spectroscopiques (ex : cathodoluminescence), électriques... Il.elle communiquera les résultats lors de réunions en interne (aux membres des laboratoires d’accueil) et en externe (devant les partenaires du consortium) ainsi qu’en conférences nationales et internationales

Contexte de travail

La thèse s'effectuera au Groupe d’Etude de la Matière Condensée (CNRS-GEMaC, UVSQ), sur le campus de l’UFR des sciences de Versailles. Le.la doctorant.e s'insérera au sein de l'activité « diamant » de l'axe Semiconducteurs qui possède une expérience de 20 ans sur la synthèse et l’étude physique du diamant de type n. Le/la doctorant(e) recrutée bénéficiera du réseau de collaborations du PEPR FrenchDiam pour caractériser et valider ses développements. La thèse sera co-encadrée avec l’institut Néel (UPR 2940) de Grenoble où le.la doctorante sera amené.e à se déplacer pour réaliser des structurations en salle blanche et des mesures électriques complémentaires à celles réalisées au GEMaC.
Le/la candidat.e devra montrer un intérêt prononcé pour les sciences expérimentales (élaboration, mesures physiques de matériaux, micro-fabrication en salle blanche) et de bonnes connaissances dans divers domaines scientifiques (science des matériaux, physique expérimentale). Le.la candidat.e devra être capable de s'intégrer dans une équipe de scientifiques et devra parler l'anglais avec aisance.


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.

Contraintes et risques

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 l’arrivée des candidat.es soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.