Contribution à la modélisation électrique sous l'aspect du dimensionnement des transistors bipolaires à hétérojonctions Si/SiGe

Scalable compact modeling for Si/SiGe heterojuction bipolar transistor

• Auteur / Autrice : Sébastien Frégonèse
• Direction : Thomas Zimmer
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences physiques et de l'ingénieur. Électronique
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Bordeaux 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Modèles mathématiques

Transistors bipolaires

Résumé

Le regain d'intérêt récent pour les technologies bipolaires, induit par les transistors bipolaires à hétérojonction Silicium Germanium (TBH SiGe) a mis en lumière les problèmes liés à la modélisation compacte de ces composants. Pour répondre à ces contraintes de nouveaux modèles complexes sont apparus (MEXTRAM et HICUM L2). La complexité de ces modèles a limité leur exploitation à cause de la difficulté d'extraction et de leur vitesse de convergence. Pour contourner ces problèmes, une hiérarchie de modèle a été créée avec le modèle HICUM L0, qui améliore fortement la précision comparée au modèle Gummel-Poon et améliore le temps de convergence par rapport aux modèles plus complexes. Sur les bases de ce modèle, des équations dépendantes de la géométrie ont été dérivées. Puis, des méthodes d'extraction mono-géométries puis, multi-géométries spécifiques à ce nouveau modèle sont développées. L'apparition des TBH SiGe sur couche mince de SOI a fortement modifié la structure du transistor avec notamment la disparition de la couche enterrée. Ces modifications structurelles se sont reportées sur les caractéristiques électriques. Ainsi, un nouveau modèle prenant en compte les spécificités de ces composants a été développé sur les bases du modèle HICUM L0. Ce modèle a été validé sur deux dispositifs.