Caractérisation de transistors bipolaires à hétérojonctions Si/SiGe intégrés : corrélation à la technologie et éléments de modélisation

par Myriam Assous

Thèse de doctorat en Electronique

Sous la direction de Mireille Mouis.

Soutenue en 1999

à Lyon, INSA .


  • Résumé

    Ce travail de thèse concerne la caractérisation de transistors 1 bipolaires à hétérojonctions Si/SiGe (TBH SiGe). Mon rôle a été d'étudier certaines spécificités du comportement électrique du TBH SiGe liées à la présence d'une base épitaxiée, et de mettre ainsi en évidence ce qui apparaissait comme atypique dans le fonctionnement de ce dispositif par rapport au transistor bipolaire silicium actuel. Dans ce contexte, nous avons porté une attention particulière à l'étude du courant de fuite de la jonction base-collecteur et à l'étude de la recombinaison en base neutre. Nous nous sommes attachés à corréler nos mesures électriques à la technologie. Nous avons ainsi contribué a l'amélioration du nettoyage avant l'épitaxie et de la qualité cristalline du matériau SiGe. Nos analyses électriques de la recombinaison en base neutre nous : ont permis de mettre au point une méthode d'extraction de la durée de vie apparente des électrons dans la base neutre. Cette méthode apporte les 1 éléments de base pour formuler une modélisation du courant de recombinaison en base neutre qui peut être intégrée dans un modèle compact de TBH (utilisable pour la simulation de circuits). Enfin, nous avons fourni les grandeurs électriques de TBH SiGe pour évaluer par la simulation de circuits le gain en performances apporté par ce dispositif pour des applications radiofréquences.

  • Titre traduit

    = haracterization of integrated Si/SiGe hetero-junction bipolar transistors : correlation to the technology and elements for compact modeling


  • Résumé

    My thesis is concerned with is Si/ SiGe hetero-junction bipolar transistors (SiGe HBT) behavior, related to the SiGe base epitaxy. These specific phenomena leading to non standard operation compared to Si BJTs are underscored. We focused on the study of base-collector junction leakage current and of neutral base recombination. Correlation of electrical results to the fabrication process contributed to the improvement of pre-epitaxial surface preparation and of strained SiGe layer quality. From the electrical characterization of neutral base recombination, we deduced a method for extracting the apparent electron lifetime in the base. The basic equations needed to include neutral base recombination in compact models of the SiGe HBT (suitable for circuit simulation) were established. •finally, based on our measurements it was demonstrated that improved performance could be obtained at circuit level although the HBTs used in this study had their performance limited by integration constraints.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (210 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr.p.187-194

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(2288)
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