Etude des effets parasites dans les transistors à effet de champ à hétérojonction (HFET) sur substrat InP

par Bogdan Iulian Georgescu

Thèse de doctorat en Electronique

Sous la direction de Gérard Guillot et de Marcel Py.

Soutenue en 1998

à Lyon, INSA .


  • Résumé

    Les communications par fibre optique sont un domaine en pleine expansion des nos jours. Leur développement est conditionné de l'existence de circuits et de dispositifs optoélectroniques et de haute performance. Les propriétés optiques des matériaux III-V a base de phospure d'indium, bien adaptes aux longueurs d'onde privilégiées de transmission par la fibre optique en silice ont fait de ces matériaux des très bons candidats pour la fabrication des circuits et dispositifs optoélectroniques. Cependant, l'intégration monolithique de composants optiques et de circuits sur la même puce est pénalisée par des effets parasites: effet de coude, commutation retardée de grille ou de drain, le bruit en excès dans les transistors. Ces comportements peuvent être induits par des pièges profonds qui sont en général des perturbations dans le réseau cristallin. Pour cette raison, notre travail s'est penche sur l'analyse du rôle des pièges sur les performances électriques des transistors afin de permettre la mise au point d'un transistor a effet de champ à hétérojonction pour les photo-detectors. Notre étude comporte deux grandes parties. L’analyse de défauts profonds, pour laquelle trois techniques ont été réalisées: spectroscopie de transitoire de défauts profonds, mesures de dispersion en fréquence de la conductance drain-source et les mesures de bruit basses fréquences. Les résultats ont montre que ces techniques de caractérisation sont bien adaptées pou l'étude sur le transistor a effet de champ et que nous pouvons les utiliser de f acon complémentaire. La deuxième partie est consacrée à une étude détaillée de l'effet de coude (kink). Nous analysons l'évolution de cet effet avec la température, avec la fréquence d'excitation et avec l'éclairage. Ces résultats ainsi que les mesures de photo capacité et l'évolution du courant de grille avec la température, nous ont permis de présenter un modèle qui explique l'effet de coude observe sur ces transistors.

  • Titre traduit

    = Study of parasitic effects on the heterojunction field effect transistors (HFET) on InP substrates


  • Pas de résumé disponible.


  • Résumé

    Nowadays optical communications systems provide a very large proportion of the communications links. Their evolution is conditioned by the existence of high performance optoelectronic circuits and devices. The optical and electrical properties of the III-V INP – based materials, well adapted to the transmission windows of the silica optical effects, are very interesting for applications in high-speed optoelectronic integrated circuits. Despite their performances, INP based HFET's presents some important anomalies like the kink effect, the dispersion of the drain source conductance with the frequency and the low frequency noise. These behaviors could be induced by the presence of deep traps that are generally perturbations in the crystal lattice. It is important to understand and minimize these phenomenon’s in order to increase the performances of the devices for photo detection applications. Our study could be divides in two parts: a study of the deep levels, which was performed using current transient spectroscopy, the dispersion of the drain-source conductance measurements and the low frequency noise measurements. The results concerning the activation energies and captures cross sections obtained from these methods are in general similar, so these three techniques are suitable for deep level characterization on complex structures like HFET's and they can be used in a complementary manner. The second part consists in a detailed analysis of the kink effect. We examined the behavior at this p parasitic effect with the temperature, with the frequency excitation and under monochromatic excitation. These results correlated with the evolution of the gate current with the temperature and with the photo capacity measurements show that the kink effect in mainly related to the deep traps.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (147 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr.

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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(2248)
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