ARCHIVÉ - L'espace : ultime frontière des semi-conducteurs

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Le 08 août 2008— Ottawa (Ontario)

En août dernier, un « touriste spatial », issu d'un laboratoire du CNRC, à Ottawa, s'envolait à bord de la navette Endeavour avec l'astronaute canadien Dave Williams. Le prototype sophistiqué était une plaquette de nitrure de gallium (GaN) portant des transistors très puissants à haute fréquence.

Le voyage était l'instigation de l'Agence spatiale canadienne (ASC), qui souhaite utiliser le GaN pour de futures applications dans l'espace. « L'ASC en teste la fiabilité pour savoir si de tels dispositifs résisteront aux conditions extrêmes, là-haut », explique Jennifer Bardwell, chercheuse principale à l'Institut des sciences des microstructures du CNRC.

En août 2007, cette plaquette de nitrure de gallium accompagnait l'astronaute canadien Dave Williams sur la navette spatiale Endeavour.
En août 2007, cette plaquette de nitrure de gallium accompagnait l'astronaute canadien Dave Williams sur la navette spatiale Endeavour.

L'ASC n'est pas la seule à s'intéresser aux travaux du CNRC sur le GaN. L'équipe de Jennifer Bardwell aide trois entreprises canadiennes – Gain Microwave et Taransys, d'Ottawa, et Emhiser, de Parry Sound (Ontario) – à exploiter cette technologie prometteuse en créant les semi-conducteurs de demain.

Vieux de plusieurs décennies, le GaN est un matériau artificiel, fabriqué à ultra hautes pression et température (plus de 800°C). « Il est extrêmement stable et chimiquement inerte, une propriété intéressante, croit Jennifer Bardwell. Il ne se détériore pas, même dans les conditions les plus rudes. Ce matériau est idéal pour les pièces électroniques puissantes, car il résiste aux tensions élevées. »

Parmi ses applications, le GaN pourrait servir aux transistors sans fil des stations de base, qui composent avec un courant très élevé, voire dans les véhicules hybrides, quand ils passent de l'électricité à l'essence. « Pour l'instant, on utilise des transistors en silicium, qu'il faut refroidir, explique-t-elle. Les voitures hybrides ont un radiateur et un système de refroidissement pour les pièces électroniques. Le nitrure de gallium éliminerait cet inconvénient. »

« Nous produisons des couches monocristallines de nitrure de gallium pour en tirer des transistors et d'autres dispositifs à semi-conducteurs », poursuit-elle. À l'inverse d'autres matériaux, qu'on trouve aisément sous forme de cristaux purs, le nitrure de gallium a besoin d'un substrat – du silicium, du saphir et du carbure de silicium au CNRC. « Former un cristal parfait sur un autre cristal n'est pas facile, commente-t-elle. Le matériau présente souvent des défauts, ce qui en affaiblit la performance ou entraîne sa fissuration. »

« Nous essayons d'améliorer le rendement des dispositifs de GaN, tout en les rendant plus fiables et faciles à produire, pour que tout fonctionne rondement », termine Jennifer Bardwell. Un aspect crucial pour la fabrication. « Plus gros le circuit, plus nombreuses les difficultés », conclut-elle.

Renseignements : Relations avec les médias
Conseil national de recherches Canada
613-991-1431
media@nrc-cnrc.gc.ca

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