Etude statique et dynamique de transistors bipolaires a heterojonctions (TBH) SiGe sur silicium integres dans une technologie bipolaire

par Benedicte Le Tron

Thèse de doctorat en Electronique

Sous la direction de Alain Nouailhat.


  • Résumé

    Ce travail. Conceme le développement d'un transistor bipolaire à hétérojonction--SiGe sur silicium (TBH), dans le cadre de la technologie bipolaire auto-alignée à émetteur polysilicium gravé développée au CNET-Meylan. L'hétérojonction SiGe-Si permet de réduire la résistance de la base sans dégrader le gain du transistor et d'obtenir de faibles temps de transit. Nous présentons la nouvelle structure émetteur-base et l'intégration technologique de la base mince épitaxiée SiGe dans le procédé de fabrication bipolaire. Puis le fonctionnement et les propriétés physiques du transistor à hétérojonction sont décrites. L'analyse statique a permis de mettre en évidence l'effet de la périphérie des transistors dans les versions murées et non murées, en particulier du point de vue des courants de fuite. La caractérisation dynamique de ces composants a révélé l'impact du dopage du collecteur (effet Kirk prématuré) sur la fréquence de transition du transistor, ceci à partir de l'extraction des paramètres du circuit équivalent. L'étude ·des propriétés physiques à basse température a permis de dissocier la réduction de la bande interdite de la base due au germanium de celle due au fort dopage. Nous avons également mis en évidence la présence de barrières parasites de part et d'autre de la base, notamment dans le cas des transistors de petite géométrie. Ainsi, nous avons pu expliquer le fonctionnement statique et dynamique des TBH réalisés au CNET-Meylan.

  • Titre traduit

    = Static and dynamic study of SiGe on silicon heterojunction bipolar transistors (HBTs) interated in a bipolar technology


  • Résumé

    The present work deals with the development of heterojunction bipolar transistors (HBTs) fabricated using a CNET's etched single-polysilicon, self-aligned bipolar process. SiGe-Si heterojunction allows to limit the base resistance without degrading the transistor's gain, and to obtain low transit times. We present the new emitter-base structure and. The technological integration of a thin epitaxial SiGe layer into an existing bipolar technology. The transistor's physical properties are then reported. A static analysis shows the periphery effects in walled and non walled devices, in particular concerning base leakage currents. A dynamic characterization of these devices reveals the impact of collector doping (premature Kirk effect) on the transistor's cutoff frequency. Thanks to a comprehensive study of physical low temperature properties, the bandgap narrowing in the base due to , the germanium is dissociated from the one due to the heavily concentration We also show parasitic potential barriers on each side of the base especially for small geometry devices. So, static and dynamic behavior of CNET processed HBT's has been· explained.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (168 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p

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  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(2221)
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