Contribution à la modélisation et à la caractérisation en hautes fréquences des transistors bipolaires à hétérojonction Si/SiGe

par Bertrand Ardouin

Thèse de doctorat en Sciences physiques et de l'ingénieur. Électronique

Sous la direction de Pascal Fouillat.

Soutenue en 2001

à Bordeaux 1 .

mots clés

• Transistors bipolaires
• Modèles mathématiques

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 (ou électrique) de ces composants. En effet, le gain en performance qu'autorisent ces technologies avancées a accru les possibilités et le champ des applications, mais a dans le même temps rendu critiques les contraintes liées à leur modélisation précise. Ce mémoire développe les points clefs liés à la modélisation des TBH SiGe. En premier lieu, le gain en performance apporté par les TBH SiGe est exprimé et quantifié via une étude physique dont le point de départ est l'ensemble des équations des semi-conducteurs. Les méthodes d'obtention de mesures sous pointes des dispositifs microélectroniques en continu et en hautes fréquences sont alors présentées, ainsi que les moyens de corrections des erreurs. Nous comparons ensuite les modèles électriques de transistors bipolaires existants (Gummel-Poon, VBIC, MEXTRAM et HICUM). Ceci permet de considérer le modèle HICUM comme candidat idéal pour la modélisation des TBH SiGe. Après une étape qui consiste en la réalisation d'une version modifiée en langage comportemental (HDL-A) du modèle HICUM, nous présentons un ensemble de méthodes originales destinées à l'extraction des paramètres de celui-ci.

Titre traduit

High frequency characterisation and modelling of Si/SiGe heterojunction bipolar transistors

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