ERDF — CNRS — LHOM — INVEST (Q3673251)

Le projet ANR LHOM coordonné par l'équipe PM2E (Propriétés des matériaux pour économies d'énergie) joint les efforts de deux laboratoires de Caen, le GREYC et le CIMAP pour mener une caractérisation électrique et structurale de matériaux et dispositifs de très grand intérêt scientifique, stratégique et économique. Il implique un partenaire industriel (III-V Lab situé à Palaiseau) qui mène la croissance des matériaux et l'optimisation des structures transistors, ainsi que l'Institut de Microélectronique et de Nanotechnologie (IEMN, Lille) qui fabrique les dispositifs. Ce projet a été sélectionné par l'ANR pour un soutien de trois ans à partir du 1er octobre 2014. L'équipe PM2E mène des caractérisations et modélisations (structure et propriétés électroniques) multi-échelles qui vont du niveau atomique à l'échelle macroscopique. L'équipe Electronique du GREYC a développé depuis un bon nombre d'années des compétences et savoir reconnus au plan international, dans le domaine de la mesure à bas niveau de bruit. Ses recherches portent plus généralement sur l'étude, la caractérisation, et la conception de composants et/ou de capteurs. LHOM met en place une méthodologie inédite pour étudier les aspects matériaux et technologiques qui vont permettre la production de la prochaine génération de dispositifs à très haute fréquence sous forme de transistors à haute mobilité électronique (HEMT) à base d'AlInN qui concernent le domaine RIS3 "Matériaux durables et intelligents" . Ce projet est en cours depuis maintenant 9 mois et les premiers résultats mettent en évidence le rôle critique des pièges sur les propriétés électriques des couches et des hétérostructures AlInN. Il est donc clair que l'analyse des niveaux profonds dans les bandes interdites qui sera faite dans nos études par microscopie en champ proche en mode conducteur (CAFM) pour la localisation spatiale avec une résolution meilleure que 1 nm et par DLTS pour leur identification, est indispensable pour la réalisation des objectifs du projet LHOM. Ce sont donc des outils indispensables pour progresser rapidement vers la mise au point de composants aux performances optimisées, ils constituent l'objet principal de la présente demande de soutien. Etant donné la limitation des budgets lors de la soumission des projets à l'ANR, un choix a dû être fait pour établir des priorités entre les différents postes. Ainsi, le GREYC avait pu demander le financement à hauteur de 50% pour l'acquisition du CAFM, et PM2E 50% pour un équipement de préparation des lames minces de microscopie en transmission. L'équipement de PM2E est maintenant opérationnel; en effet, après le succès de la proposition LHOM, le Labex GANEX, a complété son financement à hauteur des 50% restants. Pour le CAFM, le coût d'un tel équipement se situe à environ 90 k. L'ANR nous a seulement accordé 39 k pour une demande de plus de 50 k. Finalement, avons reçu un complément de 10 k suite à la réponse à l'Appel à Projet Equipement de l'Université de Caen Basse-Normandie en 2014. Ainsi, pour réaliser l'opération, il nous manque la somme de 51 0000 euros que nous demandons dans le cadre de la présente opération. Cette demande contient également un besoin de recrutement d'un chercheur débutant de 6 mois pour compléter les 12 mois accordés par l'ANR. Le travail de ce chercheur débutant sera dédié aux caractérisations électriques de HEMT permettant d'identifier les défauts: mesures de bruit à basse fréquence et CAFM au GREYC. En partenariat avec le CIMAP, ce chercheur post-doctorant réalisera également des mesures DLTS équipement dont le financement est demandé à la région (119 000 euros). Etant donné l'ambition du projet mené, les 6 mois supplémentaires seront nécessaires afin de mener à bien toutes ces caractérisations itératives et complémentaires à celles menées par les autres partenaires du projet ANR et de permettre d'établir les conclusions et les corrections nécessaires lors des étapes de fabrication. (French)

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The ANR LHOM project coordinated by the PM2E team (Properties of materials for energy saving) joins the efforts of two Caen laboratories, GREYC and CIMAP to conduct an electrical and structural characterisation of materials and devices of great scientific, strategic and economic interest. It involves an industrial partner (III-V Lab located in Palaiseau) that leads the growth of materials and optimisation of transistor structures, as well as the Institute of Microelectronics and Nanotechnology (IEMN, Lille) which manufactures the devices. This project was selected by the NRA for three-year support from 1 October 2014. The PM2E team conducts multi-scale characterisations and modelling (structure and electronic properties) ranging from atomic to macroscopic. For many years, GREYC’s Electronics team has developed internationally recognised skills and knowledge in the field of low noise measurement. His research focuses more generally on the study, characterisation, and design of components and/or sensors. LHOM is implementing an unprecedented methodology to study the material and technological aspects that will enable the production of the next generation of very high frequency devices in the form of AlInN-based high mobility transistors (HEMT), which relate to the RIS3 domain “Sustainable and intelligent materials”. This project has been underway for 9 months and the first results highlight the critical role of traps on the electrical properties of AlInN layers and heterostructures. It is therefore clear that the analysis of deep levels in prohibited bands that will be carried out in our studies by near-field microscopy in conductive mode (CAFM) for spatial localisation with a resolution better than 1 nm and by DLTS for their identification, is indispensable for the achievement of the objectives of the LHOM project. They are therefore essential tools to move quickly towards the development of components with optimised performance and are the main focus of this request for support. Given the limited budgets when projects were submitted to the NRA, a choice had to be made to establish priorities between the different posts. Thus, GREYC had been able to apply for 50 % funding for the acquisition of CAFM, and PM2E 50 % for equipment for the preparation of transmission microscopy thin blades. PM2E equipment is now operational; indeed, after the success of the LHOM proposal, Labex GANEX completed its funding with the remaining 50 %. For CAFM, the cost of such equipment is approximately 90 k. The ANR has only granted us 39 k for a request of more than 50 k. Finally, we received a supplement of 10 k following the response to the Equipment Call for Project from the University of Caen Basse-Normandie in 2014. Thus, in order to carry out the operation, we miss the sum of EUR 510 000 which we request in the context of this operation. This application also contains a need to recruit a 6-month beginner to complete the 12 months granted by the NRA. The work of this beginner researcher will be dedicated to the electrical characterisations of HEMT to identify defects: low-frequency noise measurements and CAFM at GREYC. In partnership with CIMAP, this post-doctoral researcher will also carry out DLTS equipment measures whose funding is requested from the region (EUR 119 000). Given the ambition of the project carried out, the additional 6 months will be necessary in order to carry out all these iterative and complementary characterisations to those carried out by the other partners of the ANR project and to enable the necessary conclusions and corrections to be drawn during the manufacturing stages. (English)

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18 November 2021

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