{"id":72635,"date":"2025-12-15T10:17:17","date_gmt":"2025-12-15T08:17:17","guid":{"rendered":"https:\/\/www.iemn.fr\/?p=72635"},"modified":"2025-12-18T16:48:39","modified_gmt":"2025-12-18T14:48:39","slug":"le-scaln-un-nouveau-materiau-pour-les-composants-electroniques-haute-performance-a-base-de-ganr-la-surveillance-de-maladies-au-coeur-dun-laboratoire-lillois-2","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/newsletter\/le-scaln-un-nouveau-materiau-pour-les-composants-electroniques-haute-performance-a-base-de-ganr-la-surveillance-de-maladies-au-coeur-dun-laboratoire-lillois-2.html","title":{"rendered":"Le ScAlN, un nouveau mat\u00e9riau pour les composants \u00e9lectroniques haute performance \u00e0 base de GaN"},"content":{"rendered":"<style type=\"text\/css\" data-created_by=\"avia_inline_auto\" id=\"style-css-av-1ixp463-0ffd62ddf25969f4fbf872e3e3478f41\">\n#top .av_textblock_section.av-1ixp463-0ffd62ddf25969f4fbf872e3e3478f41 .avia_textblock{\nfont-size:24px;\n}\n<\/style>\n<section  class='av_textblock_section av-1ixp463-0ffd62ddf25969f4fbf872e3e3478f41'   itemscope=\"itemscope\" itemtype=\"https:\/\/schema.org\/BlogPosting\" itemprop=\"blogPost\" ><div class='avia_textblock'  itemprop=\"text\" ><h3 style=\"font-weight: 400; text-align: center; font-size: 28px;\"><strong><span style=\"color: #71a6c9;\">Le ScAlN, un nouveau mat\u00e9riau pour les composants \u00e9lectroniques haute performance \u00e0 base de GaN<\/span><\/strong><\/h3>\n<\/div><\/section>\n\n<style type=\"text\/css\" data-created_by=\"avia_inline_auto\" id=\"style-css-av-1ypqsfv-64e3aa07ad022dcfad1c4fc15efe959f\">\n.flex_column.av-1ypqsfv-64e3aa07ad022dcfad1c4fc15efe959f{\nborder-width:1px;\nborder-color:#bcbcbc;\nborder-style:solid;\nborder-radius:10px 10px 10px 10px;\npadding:10px 10px 10px 10px;\n}\n<\/style>\n<div  class='flex_column av-1ypqsfv-64e3aa07ad022dcfad1c4fc15efe959f av_one_half  avia-builder-el-1  el_after_av_textblock  el_before_av_one_half  first flex_column_div  column-top-margin'     ><section  class='av_textblock_section av-m7a7tnkm-0c8313f8e0731448f096529830a3b860'   itemscope=\"itemscope\" itemtype=\"https:\/\/schema.org\/BlogPosting\" itemprop=\"blogPost\" ><div class='avia_textblock'  itemprop=\"text\" ><p style=\"text-align: justify; text-indent: 35.4pt;\"><a href=\"https:\/\/www.iemn.fr\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/gan.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignright wp-image-76460\" src=\"https:\/\/www.iemn.fr\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/gan.png\" alt=\"\" width=\"248\" height=\"202\" srcset=\"https:\/\/www.iemn.fr\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/gan.png 221w, https:\/\/www.iemn.fr\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/gan-15x12.png 15w\" sizes=\"auto, (max-width: 248px) 100vw, 248px\" \/><\/a><strong>Les recherches r\u00e9centes men\u00e9es par l&rsquo;IEMN et ses partenaires soulignent l&rsquo;\u00e9mergence du nitrure de scandium et d&rsquo;aluminium (ScAlN) comme un syst\u00e8me de mat\u00e9riaux r\u00e9volutionnaire pour les dispositifs \u00e9lectroniques \u00e0 base de nitrure III de nouvelle g\u00e9n\u00e9ration, en particulier les transistors \u00e0 haute mobilit\u00e9 \u00e9lectronique (HEMT).<\/strong><br \/>\nSi le ScAlN a d\u00e9j\u00e0 trouv\u00e9 des applications industrielles dans les filtres \u00e0 ondes acoustiques, sa large bande interdite, sa forte polarisation et son potentiel ferro\u00e9lectrique favorisent d\u00e9sormais son utilisation dans les h\u00e9t\u00e9rostructures \u00e0 base de GaN haute fr\u00e9quence et haute puissance. L&rsquo;innovation r\u00e9side dans l&rsquo;exploitation de ces avantages intrins\u00e8ques du mat\u00e9riau, combin\u00e9s aux progr\u00e8s de la croissance \u00e9pitaxiale, afin de d\u00e9passer les limites de performance des technologies HEMT \u00e9tablies \u00e0 base d&rsquo;AlGaN et d&rsquo;InAlN.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify; text-indent: 35.4pt;\">La principale motivation pour int\u00e9grer le ScAlN dans les h\u00e9t\u00e9rostructures GaN est sa capacit\u00e9 \u00e0 induire des densit\u00e9s de gaz d&rsquo;\u00e9lectrons bidimensionnel (2DEG) exceptionnellement \u00e9lev\u00e9es. Lorsqu&rsquo;il est \u00e9pitaxi\u00e9 adapt\u00e9 en maille avec le GaN \u00e0 forte teneur en aluminium, le ScAlN permet d&rsquo;atteindre des concentrations de porteurs jusqu&rsquo;\u00e0 deux fois sup\u00e9rieures \u00e0 celles obtenues avec l&rsquo;InAlN. Cette amplitude de densit\u00e9 de charge induite par la polarisation est essentielle pour la miniaturisation des dispositifs, l&rsquo;att\u00e9nuation des effets de canal court et le fonctionnement des transistors dans le domaine des ondes millim\u00e9triques.<\/p>\n<p>Une innovation technologique cl\u00e9 est l&rsquo;utilisation de l&rsquo;\u00e9pitaxie par jet mol\u00e9culaire (MBE) \u00e0 source d&rsquo;ammoniac pour faire cro\u00eetre des h\u00e9t\u00e9rostructures ScAlN\/GaN avec une qualit\u00e9 cristalline \u00e9lev\u00e9e, un contr\u00f4le st\u0153chiom\u00e9trique pr\u00e9cis et de faibles niveaux de contamination. Notre partenaire CRHEA a d\u00e9montr\u00e9 que l&rsquo;incorporation de Sc reste stable sur une large plage de temp\u00e9ratures de 180 \u00b0C et que les couches obtenues pr\u00e9sentent une faible contrainte et une haute int\u00e9grit\u00e9 cristalline. Ces r\u00e9sultats soulignent l&rsquo;importance strat\u00e9gique de l&rsquo;\u00e9pitaxie par jet mol\u00e9culaire \u00e0 l&rsquo;ammoniac comme alternative \u00e0 l&rsquo;\u00e9pitaxie par jet mol\u00e9culaire assist\u00e9e par plasma et \u00e0 la MOCVD, cette derni\u00e8re \u00e9tant limit\u00e9e par l&rsquo;absence de pr\u00e9curseurs de scandium appropri\u00e9s.<\/p>\n<\/div><\/section><\/div>\n<style type=\"text\/css\" data-created_by=\"avia_inline_auto\" id=\"style-css-av-1d3ro9n-f4b5477c494104731193fe2c32c25e88\">\n.flex_column.av-1d3ro9n-f4b5477c494104731193fe2c32c25e88{\nborder-width:1px;\nborder-color:#c1c1c1;\nborder-style:solid;\nborder-radius:10px 10px 10px 10px;\npadding:10px 10px 10px 10px;\n}\n<\/style>\n<div  class='flex_column av-1d3ro9n-f4b5477c494104731193fe2c32c25e88 av_one_half  avia-builder-el-3  el_after_av_one_half  avia-builder-el-last  flex_column_div  column-top-margin'     ><p>\n<style type=\"text\/css\" data-created_by=\"avia_inline_auto\" id=\"style-css-av-qg5ynv-1f32361667baf22b1d9526cce2926835\">\n#top .av_textblock_section.av-qg5ynv-1f32361667baf22b1d9526cce2926835 .avia_textblock{\ntext-align:justify;\n}\n<\/style>\n<section  class='av_textblock_section av-qg5ynv-1f32361667baf22b1d9526cce2926835'   itemscope=\"itemscope\" itemtype=\"https:\/\/schema.org\/BlogPosting\" itemprop=\"blogPost\" ><div class='avia_textblock'  itemprop=\"text\" ><p>S&rsquo;appuyant sur cette capacit\u00e9 de croissance, l&rsquo;\u00e9quipe de l&rsquo;IEMN annonce la fabrication des premiers HEMT ScAlN\/GaN haute fr\u00e9quence produits par MBE \u00e0 l&rsquo;ammoniac. Les premiers dispositifs pr\u00e9sentent des densit\u00e9s 2DEG de 3 \u00e0 4 \u00d7 10\u00b9\u00b3 cm\u207b\u00b2 en utilisant des barri\u00e8res ScAlN d&rsquo;environ 10 nm, avec des mobilit\u00e9s \u00e9lectroniques comprises entre 500 et 1000 cm\u00b2 V\u207b\u00b9 s\u207b\u00b9. L&rsquo;introduction de couches de recouvrement ultrafines en AlN ou GaN repr\u00e9sente une autre innovation significative, att\u00e9nuant la susceptibilit\u00e9 inh\u00e9rente \u00e0 l&rsquo;oxydation du ScAlN sans compromettre le transport des \u00e9lectrons. Ces h\u00e9t\u00e9rostructures recouvertes permettent un traitement stable, conduisant \u00e0 des HEMT \u00e0 grille courte (75 nm) sur silicium avec une fr\u00e9quence d&rsquo;oscillation maximale sup\u00e9rieure \u00e0 100 GHz, une densit\u00e9 de courant de drain de 1,35 A mm\u207b\u00b9 et une transconductance de 284 mS mm\u207b\u00b9 \u2014 des mesures de performance qui positionnent les HEMT ScAlN\/GaN comme de solides candidats pour les applications en bande Ka. Les performances de puissance sont \u00e9valu\u00e9es pour la premi\u00e8re fois \u00e0 10 GHz sur ce syst\u00e8me de mat\u00e9riaux : une puissance satur\u00e9e de 1 W.mm\u207b\u00b9 est obtenue, et une am\u00e9lioration suppl\u00e9mentaire est pr\u00e9vue puisque les verrous mat\u00e9riels\/technologiques ont \u00e9t\u00e9 identifi\u00e9s.<\/p>\n<div id=\"attachment_76461\" style=\"width: 394px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><a href=\"https:\/\/www.iemn.fr\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/gan2.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" aria-describedby=\"caption-attachment-76461\" class=\"wp-image-76461\" src=\"https:\/\/www.iemn.fr\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/gan2.png\" alt=\"\" width=\"384\" height=\"163\" srcset=\"https:\/\/www.iemn.fr\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/gan2.png 400w, https:\/\/www.iemn.fr\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/gan2-300x128.png 300w, https:\/\/www.iemn.fr\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/gan2-18x8.png 18w\" sizes=\"auto, (max-width: 384px) 100vw, 384px\" \/><\/a><p id=\"caption-attachment-76461\" class=\"wp-caption-text\">Fr\u00e9quence (Sij) et performances de puissance d&rsquo;un HEMT ScAlN\/GaN \u00e0 grille de 75 nm<\/p><\/div>\n<p>\u00c0 l&rsquo;avenir, le programme de recherche pr\u00e9voit une int\u00e9gration plus large du ScAlN dans les dispositifs de commutation de puissance. D&rsquo;autres innovations sont attendues gr\u00e2ce \u00e0 la coint\u00e9gration des fonctionnalit\u00e9s pi\u00e9zo\u00e9lectriques, ferro\u00e9lectriques et \u00e9lectroniques rendues possibles par le ScAlN et les alliages quaternaires ScAlGaN. Dans l&rsquo;ensemble, ces travaux d\u00e9limitent une fronti\u00e8re en pleine expansion dans la recherche sur les mat\u00e9riaux \u00e0 base de nitrures III, gr\u00e2ce aux propri\u00e9t\u00e9s \u00e9lectroniques, structurelles et multifonctionnelles uniques du ScAlN et au d\u00e9veloppement de technologies d\u00e9di\u00e9es \u00e0 son int\u00e9gration dans les futures puces RF.<\/p>\n<\/div><\/section><br \/>\n\n<style type=\"text\/css\" data-created_by=\"avia_inline_auto\" id=\"style-css-av-mj70c29a-c5c25ee637ced71b43fda523f20fb54c\">\n#top .hr.av-mj70c29a-c5c25ee637ced71b43fda523f20fb54c{\nmargin-top:30px;\nmargin-bottom:30px;\n}\n.hr.av-mj70c29a-c5c25ee637ced71b43fda523f20fb54c .hr-inner{\nwidth:500px;\nborder-color:#bfbfbf;\nmax-width:45%;\n}\n.hr.av-mj70c29a-c5c25ee637ced71b43fda523f20fb54c .av-seperator-icon{\ncolor:#4594e8;\n}\n<\/style>\n<div  class='hr av-mj70c29a-c5c25ee637ced71b43fda523f20fb54c hr-custom  avia-builder-el-5  el_after_av_textblock  el_before_av_textblock  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wp-image-76481\" src=\"https:\/\/www.iemn.fr\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/Design-sans-titre1-300x168.png\" alt=\"\" width=\"154\" height=\"86\" srcset=\"https:\/\/www.iemn.fr\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/Design-sans-titre1-300x168.png 300w, https:\/\/www.iemn.fr\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/Design-sans-titre1-1030x577.png 1030w, https:\/\/www.iemn.fr\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/Design-sans-titre1-768x430.png 768w, https:\/\/www.iemn.fr\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/Design-sans-titre1-1536x860.png 1536w, https:\/\/www.iemn.fr\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/Design-sans-titre1-18x10.png 18w, https:\/\/www.iemn.fr\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/Design-sans-titre1-1500x840.png 1500w, https:\/\/www.iemn.fr\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/Design-sans-titre1-705x395.png 705w, https:\/\/www.iemn.fr\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/Design-sans-titre1.png 1600w\" sizes=\"auto, (max-width: 154px) 100vw, 154px\" \/><\/a><\/p>\n<p>[1] El Whibi, S., \u00ab ScAlN\/GaN-on-Si (111) HEMTs for RF applications \u00bb, Applied Physics Express, vol. 18, n\u00b0 4, art. n\u00b0 046501, IOP, 2025.<\/p>\n<ul>\n<li><a href=\"https:\/\/hal.science\/hal-05008937\/document\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">doi:10.35848\/1882-0786\/adc5db.<\/a><\/li>\n<\/ul>\n<div  class='avia-button-wrap av-t2tvuj-a9321fb017f8dfaa756a0b232758e5d8-wrap avia-button-center  avia-builder-el-7  avia-builder-el-no-sibling'><a href='mailto:nicolas.defrance@iemn.fr'  class='avia-button av-t2tvuj-a9321fb017f8dfaa756a0b232758e5d8 av-link-btn avia-icon_select-yes-left-icon avia-size-light avia-position-center avia-color-blue'   aria-label=\"Nicolas Defrance\"><span class='avia_button_icon avia_button_icon_left' aria-hidden='true' data-av_icon='\ue805' data-av_iconfont='entypo-fontello'><\/span><span class='avia_iconbox_title' >Nicolas Defrance<\/span><\/a><\/div>\n<\/div><\/section><\/p><\/div><\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"","protected":false},"author":2,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[297],"tags":[],"class_list":["post-72635","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-newsletter"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/72635","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=72635"}],"version-history":[{"count":27,"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/72635\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":76642,"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/72635\/revisions\/76642"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=72635"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=72635"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.iemn.fr\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=72635"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}