L2C

ANR VanaSiC : Croissance épitaxiale de SiC dopé vanadium pour la réalisation de composants en graphène avec grille arrière

ANR VanaSiC (2023-2026)

https://anr.fr/Projet-ANR-22-CE24-0022

Partenaires :

  • CRHEA (porteur, Valbonne)
  • NOVASiC (Le Bourget-du-Lac)
  • L2C (Montpellier)
  • C2N (Saclay)
  • LNE (Paris)

Le projet VanaSiC vise trois objectifs complémentaires :

  1. Développement de SiC dopé vanadium (SiC:V) : Croissance de couches épitaxiales de carbure de silicium dopé vanadium sur des substrats SiC on-axis, pour obtenir des films à haute résistivité, utiles en électronique et technologies quantiques.
  2. Croissance de graphène avec interface hydrogénée : Épitaxie de graphène (mono ou bicouche) sur des grilles enterrées en SiC:V, avec une interface hydrogénée pour un contrôle précis de la densité de porteurs de charge.
  3. Développement de dispositifs à base de graphène : Intégration de ces structures dans deux types de dispositifs : un étalon de résistance à effet Hall quantique (QHRS) et un transistor à effet de champ en graphène (GraFET) pour la détection d’ondes térahertz.

Innovations et avantages

  • SiC:V : Permet de compenser le dopage résiduel et d’obtenir des couches à haute résistivité, plus stables que le dopage chimique actuel. L’étude de l’incorporation de V est faite par des mesures optiques et électriques
  • Contrôle des porteurs de charge : L’interface hydrogénée permet un ajustement fin autour du point de neutralité, essentiel pour les applications électroniques et quantiques.
  • Applications ciblées :
    • QHRS : Étalon de résistance fonctionnant dans des conditions relaxées, utile pour la métrologie (LNE).
    • GraFET : Détecteur d’ondes térahertz, potentiellement plus performant que les détecteurs actuels.

Impacts attendus

  • Industriel : Nouveau produit (SiC:V) pour l’entreprise partenaire ; développement d’outils métrologiques pour le LNE.
  • Scientifique : Publications en accès libre sur la croissance et les propriétés du SiC et du graphène, physique des dispositifs, applications THz et métrologie.
  • Diffusion : Séminaires en ligne pour laboratoires et entreprises, afin de stimuler l’innovation et le développement de nouveaux produits.

En résumé, VanaSiC combine innovation matérielle, contrôle électronique et applications concrètes, avec un fort potentiel industriel et scientifique.

Ce projet est mené en collaboration par les équipes TEST et TQNS  de l’axe PA.