Etude et compréhension du comportement des transistors TBH SiGe au-delà du BVCEO. Définition d'une aire de sécurité (SOA) dans ce régime de fonctionnement.

par Mathieu Jaoul

Projet de thèse en Electronique

Sous la direction de Cristell Maneux, Thomas Zimmer et de Didier Celi.

Thèses en préparation à Bordeaux , dans le cadre de École doctorale des sciences physiques et de lu2019ingénieur , en partenariat avec Laboratoire de l'Intégration du Matériau au Système (laboratoire) et de Modélisation compacte et caractérisation des dispositifs électroniques (MODEL) (equipe de recherche) depuis le 14-03-2017 .


  • Résumé

    Le développement de la filière BiCMOS28 permettra, grâce aux améliorations technologiques apportées aux TBH SiGeC d'atteindre des performances dynamiques au delà de 0.5 THz. Un aspect important doit être investigué, il s'agit de l'aire de sécurité de fonctionnement (SOA : Safe operating area en anglais) au-delà du classique BVCEO [1-2]. En effet, de part la complexité des futures architectures de TBH (comme la B28) et de part leur taille nanométrique, il est attendu une augmentation des effets physiques présents dans ces transistors. Par ailleurs, en raison de la dépendance croissante de la conception de circuits vis-à-vis des outils logiciels, on s'attend à devoir développer des efforts supplémentaires pour concevoir des modèles compacts davantage prédictifs. Ainsi, le sous-projet SOA est conçut pour décrire l'aire de sécurité de fonctionnement des TBH SiGe:C de taille nanométrique en vue de son intégration dans le modèle compact en tenant compte des aspects critiques tels que : Une description du fonctionnement du transistor au-delà de la tension de claquage. Ceci nécessite à la fois une description fine du régime d'avalanche et une manière efficace de modéliser l'effet de base pincée. Une description plus précise de l'augmentation du transport de porteurs chauds dans la base et dans la zone de charge d'espace base-collecteur en tenant compte de l'effet sur le temps de transit et de la tension d'avalanche. L'auto-échauffement et les effets thermiques causés par les très fortes densités de courant et les champs électriques.

  • Titre traduit

    Study of HBT operation beyond breakdown voltage. Definition of a Safe Operating Area in this operation regime including the aging laws


  • Résumé

    The development of the BiCMOS28 technology will make it possible, thanks to the technological improvements made to SiGeC HBTs to reach dynamic performances beyond 0.5 THz. An important aspect to be investigated is the Safe Operating Area (SOA) beyond the traditional BVCEO [1-2]. In fact, due to the complexity of future architectures of HBTs (like the B28) and their nanoscale size, an increase in physical effects present in these transistors is expected. In addition, because of the increasing dependence of circuit design on software tools, it is expected that additional efforts will be required to develop more predictive compact models. Thus, the SOA sub-project is designed to describe the functional safety area of ​​nanoscale SiGe:C HBTs for integration into the compact model taking into account critical aspects such as: A description of the operation of the transistor beyond the breakdown voltage. This requires both a fine description of the avalanche regime and an efficient way of modeling the pinched base effect. A more precise description of the increase in hot carrier transport in the base and in the base-collector space charge zone taking into account the effect on the transit time and the avalanche voltage. Self-heating and thermal effects caused by very high current densities and electric fields.