Etude des défauts électriquement actifs dans les composants hyperfréquences de puissance dans les filières SiC et GaN

La demande croissante de composants permettant d\u27opérer à de fortes puissances, à hautes fréquences et à hautes températures a conduit au développement de filières électroniques à base de semiconducteurs à large bande interdite tels que le nitrure de gallium (GaN) et le carbure de silicium (SiC). Toutefois, la maîtrise encore imparfaite des matériaux en termes des défauts au sens large (impuretés, défauts cristallins) limite les performances des dispositifs à base de SiC et GaN. Dans ce travail de thèse nous nous sommes particulièrement intéressé à l\u27étude de deux dispositifs : les transistors MESFETs 4H-SiC et les HEMTs AlGaN/GaN/Si destinés à des applications hyperfréquences et puissance. L\u27étude des caractéristiques des sorties statiques de ces deux composants a révélé certains dysfonctionnements. Pour les MESFETs 4H-SiC, un effet d\u27hystérésis sur la conductance drain-source en fonction du sens de balayage de la tension de grille, un effet de kink et un décalage de la tension de seuil ont été mis en évidence. Une étude de défauts utilisant notamment la DLTS et la CDLTS, nous a permis de montrer que ces effets sont dus à la présence de défauts profonds dans la structure. Pour les HEMTs AlGaN/GaN sur substrat silicium (Si), un effet d\u27hystérésis, ainsi qu\u27un effet d\u27auto-échauffement ont été observés. Les mesures de CDLTS avec des impulsions sur le drain permis ont permis de mettre en évidence la présence de défauts étendus (dislocations) décorés par des pièges ponctuels