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14 Dec
14/12/2018 09:30

Sciences & Société

Soutenance de thèse : Quentin MOLIN

Contribution à l’étude de la robustesse des MOSFET-SiC haute tension : dérive de la tension de seuil et tenue aux courts-circuits

Doctorant : Quentin MOLIN

Laboratoire INSA :  AMPERE
Ecole doctorale : ED160 E.E.A

Ce manuscrit est une contribution à l’étude de la fiabilité et de la robustesse des composants MOSFET sur carbure de silicium, matériau semi-conducteur grand gap. Ces nouveaux interrupteurs de puissances permettent d’obtenir entre autres des fréquences de commutations, tenues en tension plus élevées dans les systèmes de conversions de puissance. Ils sont particulièrement mis en avant le gain en performances, tailles et poids qu’ils apportent à certaines topologies de convertisseurs pour réseaux haute tension à courant continu. Une introduction au principe de fiabilité est proposée puis sont répertoriés les principaux mécanismes de défaillances de ces MOSFET SiC, limité par la faiblesse de la grille en régime de court-circuit qui est le plus problématique. Avant de montrer les résultats de fiabilité et robustesse toutes les mesures nécessaires au suivi des paramètres clés lors des prochains vieillissements sont présentées. Les résultats de nos tests sur l’instabilité de la tension de seuil sont aussi détaillés et un modèle empirique pour valider le comportement de relaxation après une polarisation entre grille et source est proposé. Celui-ci nous aidera par la suite à établir un protocole de mesure rigoureux de la tension de seuil pour ne visualiser que la dérive définitive liée à la dégradation. Les tests expérimentaux et résultats de vieillissement en statique et dynamique sur les composants 1.7 kV vont permettre de se rendre compte de l’importance de la dérive de la tension de seuil. Les résultats montreront des améliorations sur la dérive. Des analyses supplémentaires (C-V et pompage de charge) sur l’oxyde de grille sont proposées. Enfin, les derniers tests présentés seront focalisés sur le comportement en court-circuit et court-circuits répétitifs des mêmes composants. L’influence de la tension entre drain et source pendant ce régime particulièrement stressant pour le composant y est notamment étudié. Pour finir le chapitre 5 est confidentiel.

Additional informations

  • Amphithéâtre AE1 (Bâtiment Gustave Ferrié) - Villeurbanne

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