Technologie bipolaire hétérojonction AlGaAs/GaAs pour circuits intégrés

par Hervé Baratte

Thèse de doctorat en Électronique

Sous la direction de Directeur de thèse inconnu.

Soutenue en 1985

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .

mots clés

• Alliage Al Ga As
• Transistors bipolaires
• Arséniure de gallium
• Hétérojonctions

Résumé

Un modèle analytique proche de la réalité permet de réaliser une structure optimale et de corréler les performances et les paramètres. La séquence de croissance épitaxique est compliquée par la présence des deux hétérojonctions différentes algaas/gaas et gaas/algaas et de deux types de dopants, le silicium pour le type n et le béryllium pour le type p. Un recuit rapide assure un bon rendement d'activation tout en limitant la diffusion des dopants. La double hétérostructure à jonctions progressives obtenue par implantation d'ions convient aux circuits intègres. On prévoit une grande rapidité et une grande densité d'intégration pour les montages j**(2),l (à injection intégrée) et ecl (à émetteur commun). Le transistor bipolaire a hétérojonction convient également dans des applications linéaires.

Titre traduit

Bipolar AlGaAs/GaAs heterojonction technology for integrated circuits

Résumé

The good injection properties of the heterojunction bipolar transistor allow predicting very high frequency performance of the device. An ion-implanted double hétérostructure with graded junctions is well adapted for integrated circuits application. An analytic model, close to reality, helps calibrate an optimized structure. It is also a convenient tool to correlate observed performance to the device internal structure. The epitaxial growth sequence is rather complicated because of the presence of two different heterojunctions (AlGaAs/GaAs and GaAs/AlGaAs) and of two types of dopants (Silicium for n-type and Beryllium for p-type). Thanks to a GaAs none intentionally doped interfacial layer, recombination effects in the junctions are greatly reduced. Then, a rapid thermal annealing treatment of the implanted devices proves to be a suitable method to achieve good activation efficiency while limiting dopants diffusion inside the structure. Further integration of such a device is then analyzed. Very high speed and high density of integration are predicted for future I²L or ELC bipolar heterostructures. The HBT (Heterojunction Bipolar Transistor) is also well adapted for linear application.