Etude des mécanismes de dégradation des transistors bipolaires à hétérojonction sur substrat GaAs

Failure mechanisms study of heterojunction bipolar transistors on GaAs substrate

• Auteur / Autrice : Cristell Maneux
• Direction : André Touboul
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Bordeaux 1

Résumé

Ces travaux presentent un protocole experimental specifique permettant d'evaluer la fiabilite des transistors bipolaires a heterojonction (tbh) sur substrat gaas. Il est base sur la separation des facteurs d'acceleration associes aux tests de vieillissement appliques a deux structures de test : les tbh et les structures tlm (transmission line model) representatives des couches d'emetteur, de base et de collecteur. L'identification des mecanismes de defaillance repose sur les outils de l'analyse physique : edx, meb et met. Pour ce dernier, nous avons developpe une nouvelle methode de preparation des echantillons. Trois filieres technologiques developpees par le cnet-france telecom ont ete etudiees, algaas/gaas double mesa, gainp/gaas autoalignee et gainp planar. Ces etudes ont mis en evidence deux mecanismes de degradation generiques : - la degradation de l'interface sin-gaas qui se traduit par l'augmentation des courants de fuite entre base et emetteur des tbh soumis a des contraintes combinees, electrique et thermique. - le decollement de l'empilement ge/mo/w du contact ohmique d'emetteur qui entraine la diminution des courants de base et de collecteur en regime de fonctionnement direct aux forts niveaux d'injection des tbh soumis a des contraintes, electrique et thermique. Par la simulation physique 2d, incluant le temps de relaxation de l'energie, l'analyse des mecanismes de defaillance des tbh a ete approfondie. Elle a permis d'identifier et de quantifier l'influence d'un parametre physique sur les caracteristiques electriques statiques du tbh.