Etude théorique des couches actives AlGaAs/lnGaAs/GaAs à l'aide d'un modèle de résolution autocohérente des équations de Schrödinger et de Poisson

par Jocelyn Alamkan

Thèse de doctorat en Électronique

Sous la direction de Alain Cappy.

Soutenue le 08-05-2023

à Lille 1 .


  • Résumé

    La croissance d'une couche de algaas dopee n#+# au silicium sur une couche de ingaas sur un substrat gaas, permet d'obtenir la couche active d'un transistor ou le canal ingaas constitue un puits quantique dans lequel s'accumulent des electrons liberes par les impuretes de la couche dopee. Le materiau ingaas ayant un parametre de maille superieur a celui du substrat gaas, il est soumis a des contraintes qui modifient sa structure de bande. Le composant realise avec une telle couche active est designe sous le sigle de pm-hemt (pseudomorphic high electron mobility transistor). L'objet de ce travail est de modeliser cette couche active. La determination de sa structure de bande se fait par la resolution autocoherente des equations de poisson et de schrodinger a une dimension. Cette methode est appliquee au calcul de la charge accumulee a l'equilibre dans le canal, a l'etude de la commande de charge et des capacites lorsque la grille est polarisee en inverse. L'ensemble de ces calculs a permis d'optimiser la couche active en montrant que l'epaisseur du canal doit se situer autour de 120 angstroms, qu'il n'y a aucune amelioration sensible de la commande de charge et des capacites pour des taux d'impuretes excedant 2. 10#2#4m#-#3 dans le cas d'un dopage volumique et 3. 10#1#6m#-#2 dans le cas d'un dopage plan. Enfin le calcul des niveaux d'energie des electrons et des trous est utilise pour interpreter des spectres de photoluminescence du canal, apportant ainsi un outil d'aide au suivi de la croissance des couches.


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