Optimisation du transistor bipolaire a heterojonction gaas a fort dopage de base

par RAMZI BOURGUIGA

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de P. HESTO.

Soutenue en 1994

à Paris 11 .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    Ce travail porte sur l'optimisation de la structure epitaxiale du transistor bipolaire a heterojonction (tbh) gaas a fort dopage de base, afin de diminuer le temps de transit et ameliorer ainsi les performances frequentielles. Les travaux debutent par l'etude et la qualification d'une structure tbh gainp/gaas realisee en epitaxie par jet chimique avec une base fortement dopee au carbone. L'utilisation du materiau gainp permet de disposer d'une gravure selective du mesa d'emetteur et de diminuer le courant de recombinaison dans la zone de charge d'espace emetteur-base. Une nouvelle structure tbh avec une fine couche de gainp inseree entre l'emetteur en gaalas et la base en gaas a ete etudiee et qualifiee. L'epaisseur de la couche gainp a ete optimisee pour reduire les recombinaisons dans la zone de charge d'espace emetteur-base tout en conservant une faible resistivite du contact de type p depose directement sur la couche de gainp de type n. Cette couche de gainp recouvre la base extrinseque et permet d'eliminer les courants de recombinaison de surface. Dans la partie suivante, l'influence des differents parametres dynamiques sur les performances frequentielles du tbh a ete analysee. Nous avons demontree que le temps de transit intrinseque joue un role preponderant. Pour diminuer le temps de transit dans la base, nous avons optimise une structure qui comporte une heterojonction e-b abrupte et une base graduelle en composition. Nous avons egalement etudie des structures pour diminuer le temps de transit dans le collecteur. L'analyse du transport des porteurs dans la zone de charge d'espace base-collecteur montre l'influence du phenomene de survitesse sur le temps de transit dans cette zone. L'utilisation d'un collecteur de type p ou de type p-n permet de conserver les electrons en regime de survitesse sur une distance plus grande dans le collecteur, ce qui reduit le temps de transit des electrons. Pour valider cette etude, nous avons specifie des structures epitaxiales et realise des tbh de petite dimension en technologie double mesa. Nous avons mis au point une methodologie pour extraire des mesures dynamiques les differents parametres. Nous avons demontre que le temps de transit dans la base pour une structure tbh presentant une heterojonction e-b abrupte et une gradualite de composition dans la base est tres faible, de l'ordre de 0,5 ps. Cette valeur est 60% plus faible que celle obtenue dans une structure conventionnelle de meme epaisseur (1,3 ps). Nous avons egalement observe une forte reduction du temps de transit dans le collecteur pour une structure a collecteur p-n, 1,5 ps contre 2,6ps pour une structure conventionnelle, ce qui correspond a une reduction de 40%


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Informations

  • Détails : 297 P.
  • Annexes : 153 REF.

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Accessible pour le PEB
  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH2014-011975
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