Doctorant – Comportement en avalanche de modules SiC intégrant des puces en parallèle

À propos de IRT Saint Exupéry

L’Institut de Recherche Technologique (IRT) Saint Exupéry est un accélérateur de science, de recherche technologique et de transfert vers les industries de l’aéronautique et du spatial pour le développement de solutions innovantes sûres, robustes, certifiables et durables.

Nous proposons sur nos sites de Toulouse, Bordeaux, Sophia Antipolis et Montréal un environnement collaboratif intégré composé d’ingénieurs, chercheurs, experts et doctorants issus des milieux industriels et académiques pour des projets de recherche et des prestations de R&T adossés à des plateformes technologiques autour de 4 axes : les technologies de fabrication avancées, les technologies plus vertes, les méthodes & outils pour le développement des systèmes complexes et les technologies intelligentes.

Nos technologies développées répondent aux besoins de l'industrie, en intégrant les résultats de la recherche académique.

 3 raisons de nous rejoindre

• Prendre part à des projets de recherche innovants, au service de la recherche technologique française et au profit de l'industrie implantée sur le territoire national et européen.

• Vivre sa passion pour la technologie, se donner la liberté d’innover et développant son esprit pionnier et d’équipe !

• Evoluer dans un environnement collaboratif intégré et multiculturel, en travaillant aux côtés des collaborateurs issus de la recherche académique ou de l’industrie: chercheurs, doctorants, ingénieurs, techniciens, etc.

•  Ce que nous vous proposons :

• Une mutuelle avantageuse

• Un accord d’intéressement (à partir du 1er juillet)

• Un CSE dynamique et vivant proposant des activités

• Rejoindre un institut engagé (Gender Equality Plan)

• La prise en charge d’une partie de vos déplacements verts (transports en commun et vélo)

• Un accord télétravail vous donnant la possibilité de télétravailler jusqu’à 2 jours par semaine

• Une conciergerie proposant de nombreux services à prix réduits (site de Toulouse uniquement)

Visitez en 360° nos plateformes technologiques sur Toulouse : https://storage.net-fs.com/hosting/6834310/4/

La thèse bénéficiera d'un cadre professionnel d’excellence et très stimulant qui rassemble les meilleurs experts industriels dans le domaine de l'électrification pour la transition énergétique et les meilleurs laboratoires dans le domaine de l'électronique de puissance et de la fiabilité. En effet, les travaux envisagés s’intègrent dans le cadre d’un projet collaboratif (SiCRET+) regroupant industriels de l’aéronautique et du spatial, de l’automobile, du ferroviaire, des réseaux électriques ainsi que des laboratoires académiques de Toulouse, Paris, Lyon, Bordeaux pour améliorer la connaissance sur la fiabilité des modules SiC : compréhension des modes de défaillance, développement de méthodologies de caractérisation et d’essais de vieillissement, identification de modèles de vieillissement, proposition de règles de conception des modules, surtout quand des puces sont mises en parallèle.

La mise en parallèle de puces dans un module pour en augmenter le calibre en courant, est une technique couramment utilisée et bien maîtrisée dans le cas de puces en Si dont le comportement, les dérives en cours de vie et les modes de défaillance sont bien connus. Dans le cas de puces en SiC, la connaissance est beaucoup plus lacunaire et l’on craint d’aboutir à des comportements anormaux si les puces associées en parallèle présentent des paramètres trop différents, que ce soit en début de vie ou suite à un vieillissement déséquilibré du fait d’une conception trop dissymétrique du module. Le projet SiCRET+ vise à explorer ces problématiques, aussi bien pour l’usage normal du module (commutation normale) que pour des cas de vie anormaux mais inévitables que les modules doivent pouvoir supporter (avalanche, court-circuit au niveau de la charge, sur-courant sur la diode interne…).

Le travail de recherche proposé a pour objectifs d’étudier le comportement de puces SiC mises en parallèle, à la fois lors de la commutation normale et lors de situations anormales de type avalanche, c’est à dire lorsque la tension devient très grande et est limitée par la phénomène d’ionisation par impact. En effet, un stress thermomécanique déséquilibré entre puces peut conduire à une dérive différente des paramètres fonctionnels des puces. De même, lors de l’avalanche, il est à craindre que des puces aux paramètres différents ne réagissent pas de façon synchrone, reportant toutes les contraintes sur une seule puce.

Les tâches associées sont :

• Bibliographie couvrant plusieurs sujets : modélisation électro-thermique des MOSFET SiC, contraintes et problématiques induites par la mise en parallèle de puces (Si et SiC), définition et maturité des SOA (Safe Operating Area), mécanismes de vieillissement induits par les événements anormaux de type surge.

• Etude, par simulation et essais, de la commutation normale de puces mises en parallèle. Evaluation de l’effet des éléments parasites du module sur ce comportement.

• Etude, par simulation et essais, de l’avalanche sur des puces mises en parallèle. Evaluation de l’effet des déséquilibres entre puces et des éléments parasites du module sur ce comportement.

• Définition d’une SOA dynamique prenant en compte le comportement en avalanche

• Plus: selon le temps disponible, une extension de la méthodologie pourra être faite en englobant d’autres phénomènes de type surge, par exemple la surcharge de la diode interne).

Bac+5 (M2 ou Ingénieur) dans le domaine du génie électrique.

Intérêt pour la corrélation entre données expérimentales et numériques dans un cadre coopératif entre différentes institutions et entreprises.

De préférence une expérience, en électronique de puissance ou sur les composants de puissance en SiC serait apprécié.

Savoirs théoriques et techniques:

• Connaissances des matériaux électriques, et/ou couplage multi-physique.

• Maîtrise des logiciels de simulation de type circuit.

• Appétence dans la réalisation de mesures électriques, voire thermiques.

• Des notions de fiabilité seraient un plus.

• Anglais (écrit et oral) : niveau B2 à C1.

• Qualités rédactionnelles et de communication.

Savoir-être:

• Travail en équipe

• Adaptabilité

• Rigueur

• Fiabilité (tenue des engagements)

• Capacité d’analyse et de synthèse

• Mobilité