TCAD based SiGe HBT advanced architecture exploration

par Mahmoud Al-S'adi (Al-Sa'di)

Thèse de doctorat en Electronique

Sous la direction de Sébastien Frégonèse et de Thomas Zimmer.

Le jury était composé de Cristell Maneux.

Les rapporteurs étaient Alain Chantre, Mikael Östling.


  • Résumé

    Dans le but d’améliorer les transistors bipolaires TBH SiGe, nous proposons d’étudier l’impact de la contrainte mécanique sur leurs performances. En effet, cette contrainte permet de libérer un degré de liberté supplémentaire pour améliorer les propriétés du transport grâce à un changement de la structure de bande d’énergie du semiconducteur. Ainsi, nous avons proposé de nouvelles architectures de composants basées sur l’ingénierie de la contrainte mécanique dans les semiconducteurs. Deux approches ont été utilisées dans cette étude pour générer la tension mécanique adéquate à l'intérieur du dispositif. La première approche consiste à appliquer une contrainte mécanique sur la base du transistor en utilisant une couche de SiGe extrinsèque. La seconde approche vise à appliquer une contrainte dans la région du collecteur en utilisant une couche contrainte. Les résultats obtenus montrent que cette méthode peut être une approche prometteuse pour améliorer les performances des TBH.


  • Résumé

    The Impact of strain engineering technology applied on Si BJT/SiGe HBT devices on the electrical properties and frequency response has been investigated. Strain technology can be used as an additional degree of freedom to enhance the carriers transport properties due to band structure changes and mobility enhancement. New concepts and novel device architectures that are based on strain engineering technology have been explored using TCAD modeling. Two approaches have been used in this study to generate the proper mechanical strain inside the device. The first approach was through introducing strain at the device’s base region using SiGe extrinsic stress layer. The second approach was through introducing strain at the device’s collector region using strain layers. The obtained results obviously show that strain engineering technology principle applied to BJT/HBT device can be a promising approach for further devices performance improvements.


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