Conception des terminaisons de jonctions pour des dispositifs très haute tension (Aspects statiques et dynamiques)

Ces travaux concernent la réalisation de composants de puissance très haute tension entre 4kV et 6kV. Dans un premier temps, nous avons étudié les terminaisons de jonction planar, telles que le SIPOS, élément incontournable dans les composants de puissance très haute tension. Nous avons établi les règles de conception de ce nouveau composant (4kV) et ensuite étudié son comportement en dynamique. Les mesures expérimentales ont montré, pour les composants actuels, une dégradation de la tension de claquage dynamique au-delà d'un dV/dt de 300V/æs. Nous avons expliqué théoriquement et prouvé par la simulation les causes de ce comportement, tout en proposant une méthode d'amélioration du fonctionnement jusqu'à 3kV/æs. Nous proposons ensuite une solution originale pour des terminaisons de jonction utilisant des tranchées profondes pour protéger les jonctions du claquage prématuré qui apparaît à la courbure de la jonction. Afin d'arriver à une tenue en tension presque idéale, on utilise une couche P- autour de la tranchée. La couche P- va agir comme une terminaison de jonction (JTE) verticale. Par des simulations bidimensionnelles, nous avons établi les règles de conception. Dans le cas d'une structure utilisant une JTE latérale, l'efficacité de la technique dépend fortement des caractéristiques de la couche P-. Dans le cas de notre JTE verticale, nous avons démontré que pour une variation de la dose de 25 % autour d'une dose optimale, la tension de claquage change juste de quelques voltes. Cette nouvelle technique de terminaison de jonction utilisant des tranchées profondes et une couche P- autour, a une efficacité de 97% de la tenue en tension de la diode plane idéale pour une longueur de terminaison largement inférieure aux autres terminaisons dans la même gamme de tension.TOULOUSE-INSA (315552106) / SudocSudocFranceF