Transistor à effet de champ en GainAs PDF Download
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Author: Louis Giraudet
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Category :
Languages : fr
Pages : 193
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Book Description
Ce travail s'articule suivant deux axes : - l'étude des propriétés de transport des électrons dans le canal du transistor, pour laquelle a été développée une méthode originale de mesure d'effet hall différentiel sur biseau. cette étude a conduit a l'emploi de couches tampons en algainas pour séparer le canal du substrat inp semi-isolant. - la réalisation de transistors à effet de champ utilisant un contact de grille métal semi-conducteur. l'obtention de très faibles courants de fuite nécessite l'emploi d'une barrière en alinas entre la grille métallique et le canal en gainas. les transistors a transconductance élevée (200 ms/mm pour une longueur de grille de 1 mu m) présentent des fréquences de coupures élevées (206 hz)
Author: Louis Giraudet
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 193
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Book Description
Ce travail s'articule suivant deux axes : - l'étude des propriétés de transport des électrons dans le canal du transistor, pour laquelle a été développée une méthode originale de mesure d'effet hall différentiel sur biseau. cette étude a conduit a l'emploi de couches tampons en algainas pour séparer le canal du substrat inp semi-isolant. - la réalisation de transistors à effet de champ utilisant un contact de grille métal semi-conducteur. l'obtention de très faibles courants de fuite nécessite l'emploi d'une barrière en alinas entre la grille métallique et le canal en gainas. les transistors a transconductance élevée (200 ms/mm pour une longueur de grille de 1 mu m) présentent des fréquences de coupures élevées (206 hz)
Author: Pascal Chevalier (ingénieur).)
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Category :
Languages : fr
Pages : 364
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Book Description
L'essor des applications hyperfrequences fonctionnant en ondes millimetriques necessite le developpement de nouvelles filieres de circuits integres. Un composant clef de ces circuits est le transistor a effet de champ a heterojonction : le hemt (high electron mobility transistor). Nous developpons dans ce memoire les resultats de l'etude de hemt alinas/gainas realises sur phosphure d'indium (inp). Apres avoir introduit les bases relatives au fonctionnement et aux domaines d'applications de ce transistor, nous presentons les outils theoriques et experimentaux utilises pour nos travaux. Ces derniers contribuent d'une part a la mise au point technologique et d'autre part a l'optimisation de la structure epitaxiale. Les recherches menees en technologie concernent principalement la technologie de grille et plus particulierement la lithographie electronique des grilles en te en tricouche de resines. La realisation de grilles de 100 nm de longueur, de faible resistivite, a permis la fabrication de transistors performants, presentant notamment une frequence de coupure extrinseque f#t proche de 250 ghz et une transconductance intrinseque de 1,5 s/mm. L'optimisation de l'epitaxie, visant a depasser les limitations des transistors a canal gainas adapte en maille sur le substrat, a conduit a l'etude des canaux composites gainas/inp. Nous avons mis en evidence leur efficacite pour reduire le phenomene d'ionisation par impact et ainsi ameliorer les performances du composant. Les performances en puissance de transistors a canal gainas/inp/inp n#+ (355 mw/mm a 60 ghz) ont montre toutes les potentialites de structures a canal composite pour la generation de puissance en ondes millimetriques.
Author: Jean-Yves Raulin
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 240
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LES CIRCUITS OPTOELECTRONIQUES EMPLOYES POUR LES COMMUNICATIONS PAR FIBRES OPTIQUES SONT CONSTITUES D'UN LASER A SEMICONDUCTEUR ET DE SON SYSTEME DE COMMANDE DONT LA CELLULE ELEMENTAIRE EST LE TRANSISTOR A EFFET DE CHAMP. UN EFFORT CONSIDERABLE A ETE CONSACRE AVEC SUCCES A L'ETUDE DES LASERS SUR SUBSTRAT EN PHOSPHURE D'INDIUM (LEUR LONGUEUR D'ONDE D'EMISSION CORRESPOND AU MINIMUM D'ABSORPTION DES FIBRES OPTIQUES). LES EXIGENCES D'UNE INTEGRATION MONOLYTHIQUE SUPPOSE LA REALISATION D'UN TRANSISTOR A EFFET DE CHAMP SUR CE MEME SUBSTRAT. PARMI LES MATERIAUX DE MEME PARAMETRE CRISTALLIN QUE L'INR, GAINAS A L'AVANTAGE DE PERMETTRE DES VITESSES ELECTRONIQUES EXTREMEMENT ELEVEES, AUSSI BIEN A FAIBLE QU'A FORT CHAMP. L'OBJET DE CE TRAVAIL AURA ETE DE MONTRER QU'IL EST POSSIBLE D'OBTENIR AVEC GAINAS UN TRANSISTOR AUX PERFORMANCES SUPERIEURES A CELLES DE SON EQUIVALENT EN ARSENIURE DE GALLIUM, ET CE MALGRE L'IMPOSSIBILITE DE DEPOSER SUR LE TERNAIRE UN CONTACT SCHOTTKY SATISFAISANT. LES COUCHES SEMICONDUCTRICES ONT ETE ELABOREES PAR EPITAXIE EN PHASE VAPEUR SUIVANT LA METHODE DITE DES ORGANOMETALLIQUES. UNE OPTIMISATION DES CONDITIONS OPERATOIRES ET UNE ETUDE DES DOPANTS SONT PRESENTEES. L'OUVERTURE DU CANAL EST CONTROLEE PAR UNE JONCTION PN. CELLE-CI EST FABRIQUEE PAR UNE METHODE ORIGINALE ET BIEN MAITRISEE DE GRAVURE CHIMIQUE A BASE DE SOLUTIONS ACIDES. ELLE PERMET DE DEFINIR UNE LONGUEUR DE GRILLE D'UN DEMI MICRON. LA MESURE DES PERFORMANCES DU TRANSITOR A FAIT RESSORTIR UNE TRANSCONDUCTANCE DE 260 MS/MM; C'EST LA UN NOUVEAU RECORD MONDIAL
Author: Klaus Heime
Publisher: Wiley-Blackwell
ISBN:
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 240
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Author: Mustafa Boudrissa
Publisher:
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Category :
Languages : en
Pages : 496
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Ce travail concerne l'étude des potentialités de deux filières de transistor HEMT AlInAs/GaInAs pour les applications de puissance en ondes millimétriques. Nous avons fait appel à un outil de simulation, à la technologie et de la caractérisation pour mener à bien cette étude. Une étude de la topologie de la couche de contact a été menée grâce à un logiciel de simulation hydrodynamique bidimensionnel sur des structures métamorphiques. Nous avons effectué une analyse du claquage du composant en fonction du dopage et de l'épaisseur grâce à la répartition de grandeurs physiques telles que le champ électrique et l'énergie des porteurs. Les composants ont été fabriqués grâce aux outils de la technologie. L'élément clé a été le fossé de grille. Un profil uniforme du fossé de grille, une bonne tenue mécanique du métal et de bonnes caractéristiques électriques de grille n'ont pu être obtenues qu'en modifiant l'agent mouillant qui a permis de réduire cette étape. C'est la première fois qu'une étude sur les courants de grille issus du phénomène d'ionisation par impact est menée en fonction de la topologie du composant. Les résultats obtenus sont à l'état de l'art dans les deux filières. Dans la filière métamorphique sur GaAs, une densité de puissance de 100mW/mm (resp. 140mW/mm) a pu être obtenue à l'aide d'un banc load-pull à 10GHz sur un HEMT métamorphique à couche de contact fine (resp. épaisse) fonctionnant à accumulation de charge (Enhancement-Mode). De même, sur les composants à canal composite de la filière InP, une densité de puissance à 60GHz de 420mW/mm a été obtenue sur une structure et une topologie optimisées. Les composants à large extension grille drain ont permis à la fois d'obtenir de faibles courants de grille et d'améliorer la puissance de sortie.
Author: Poul-Erik Schmidt
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Category :
Languages : en
Pages : 176
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This work is devoted to the study of Semiconductor Insulator Semiconductor Field Effect Transistors (SISFET), a promising device for integrated circuits, since very good threshold voltage control and uniformity can be obtained, and it should be possible to realize complementary circuits. During this work we have for the first time successfully grown and processed pseudomorphic GaAs/GalnAs/A1GaAs SISFET.From electrical measurements and modelling the residual doping level, and the effective barrier height of the A10.4Ga0.6As barrier layer has been deduced. Photoluminescense measurements have been performed on the pseudomorphic structures in order to determine the Indium content of the GainAs layer.A self-aligned technology has been established in order to fabricate high performance devices. The process includes first an anisotropic etch of the gate using Reactive Ion Etching. Next a silicon nitride sidewall is formed. A self-aligned ion implantation followed by rapid thermal annealing is used to form highly doped source and drain contacts. DC characterizations are presented. For 1μm SISFETs state-of-the-art results have been obtained, with a transconductance of 240 mS/mm. The transconductance of the pseudomorphic SISFET is even higher with a maximum value of 273 mS/mm. Our SISFET's have a source resistance of only 0.16 Ωmm which is the lowest ever reported. A very good on-wafer threshold voltage uniformity has been obtained with a standard deviation of only 11mV for the conventional SISFETs.Hot electron effects have been observed and are discussed. We show that this induces a negative differential resistance regime in the the drain current characteristics
Author: Sylvain Bollaert
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Languages : fr
Pages : 119
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Ce travail consiste en une etude theorique et experimentale des transistors a effet de champ a canaux quasi-unidimensionnels sur couche pseudomorphique gaalas/gainas/gaas (sc-hemts). La structure de ce transistor est telle que l'espace entre la source et le drain est forme de fins canaux conducteurs, sur lesquels une electrode de grille est deposee. La repartition des charges sous la grille ainsi que les lois de commande de ces charges ont ete determinees grace a la resolution bidimensionnelle auto coherente de l'equation de poisson et de la statistique de fermi-dirac. L'interet d'une telle structure reside dans le fait que la repartition des electrons de la couche active gainas est controlee suivant deux directions, ce qui permet d'obtenir un gaz d'electrons quasi-unidimensionnel. Un autre effet important est l'amelioration de l'efficacite de commande de charges d'un sc-hemt par rapport a un hemt. Les lois de commande de charges associees a l'utilisation du modele de transport electronique du logiciel helena a permis la determination des caracteristiques electriques du sc-hemt. Nous avons pu ainsi definir la geometrie optimum du sc-hemt. Nous avons ensuite mis au point les etapes technologiques necessaires a la realisation des sc-hemts, ce qui nous a conduit a la caracterisation de ses grandeurs electriques, et a leur comparaison a celles des hemts. Les mesures des parametres scattering du composant dans une gamme de frequences de 1.5ghz a 40 ghz nous ont permis de determiner le schema equivalent petit signal et les differents gains du transistor. Ainsi une transconductance intrinseque de l'ordre de 1s/mm a ete obtenue avec un sc-hemt de longueur de grille 0.3 m et de largeur de canaux 1000a, qui constitue une amelioration d'environ 60 % par rapport au hemt. Nous avons pu egalement observer des valeurs de conductance de sortie reduites. Les caracteristiques obtenues avec le sc-hemt sont en bon accord avec les resultats de nos modelisations.
Author: Pascal Win
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Languages : fr
Pages : 202
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Ce travail présente la croissance et la caractérisation de couches métamorphiques de matériaux iii-v sur substrat gaas et la réalisation de hemts. L'intérêt de travailler avec de tels matériaux est de produire une discontinuité de bande de conduction plus importante que dans les structures conventionnelles, et par suite, d'obtenir une plus grande densite surfacique d'électrons. La discontinuité maximale est obtenue pour une composition d'indium de 0,3 dans le gainas et l'alinas, qui sont désaccordés en maille sur gaas. Pour accommoder le désaccord de maille entre le substrat et les couches actives, la croissance d'un tampon sacrificiel destiné à relaxer la contrainte de désadaptation a été étudiée à l'aide de la photoluminescence (détermination des compositions en indium), de la double diffraction des rayons x (évaluation du coefficient de relaxation de la contrainte) et de la microscopie électronique en transmission (visualisation de la répartition des dislocations de désadaptation). La relaxation a été étudiée en fonction de la température de croissance et de la structure du tampon métamorphique. La réalisation de hemts à grille longue est ensuite présentée ainsi que l'analyse des profils de commande de charges et de mobilité, qui sont comparés aux simulations effectuées par le logiciel Helena. Les caractéristiques électriques continues et hyperfréquences d'un hemt à grille submicronique ont été étudiées. La fréquence maximale d'oscillations mesurée pour une longueur de grille de 0,4 m atteint 115 ghz, ce qui constitue une valeur comparable et même supérieure aux autres filières de hemts
Author: SALIOU.. FAYE
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Languages : fr
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LA FAIBLE HAUTEUR DE BARRIERE METAL/SEMICONDUCTEUR INTRINSEQUE AU MATERIAU GAINAS (PHIB=0,2 EV) NE SE PRETE PAS A LA FABRICATION DE TRANSISTORS A GRILLE SCHOTTKY. CELA NOUS A CONDUIT A ETUDIER DES BARRIERES SCHOTTKY METAL/ALINAS/GAINAS EN VUE D'AMELIORER LA COMMANDE DE GRILLE DE TRANSISTORS A HETEROSTRUCTURES (HFET) EN GAINAS. L'ANALYSE DES CARACTERISTIQUES I-V, I-T ET C-V DE STRUCTURES D'EPAISSEUR D'ALINAS VARIABLE (300-900 A) MONTRE UNE AUGMENTATION DE PHIB AINSI QU'UNE REDUCTION DU COURANT DE FUITE DE GRILLE POUR UNE EPAISSEUR DE BARRIERE CROISSANTE. LES RESULTATS OBTENUS SONT COMPARABLES AUX MEILLEURS RESULTATS MONDIAUX PUBLIES (PHIB=0,77 EV ET I#G=20 NA A 1V POUR UNE EPAISSEUR D'ALINAS DE 900 A). L'ETUDE EXPERIMENTALE DES MECANISMES DE CONDUCTION INDIQUE QUE LA CONDUCTION A TRAVERS CES BARRIERES EST ESSENTIELLEMENT THERMOIONIQUE. LES PIEGES DANS L'ALINAS ET A L'INTERFACE ALINAS/GAINAS SONT EVALUES PAR DLTS ET PAR LA METHODE DE LA CONDUCTANCE. IL RESSORT DE CETTE ETUDE QUE LA PRESENCE DE CES PIEGES NE SEMBLE PAS AFFECTER LES PARAMETRES CARACTERISTIQUES DES BARRIERES SCHOTTKY (PHIB ET DELTA E#C0,55 EV). ENFIN DEUX TECHNIQUES ORIGINALES ONT ETE EXPLOREES POUR AUGMENTER LA HAUTEUR DE BARRIERE EFFECTIVE DES BARRIERES SCHOTTKY (TRAITEMENT N#2O SOUS IRRADIATION UV DE LA SURFACE D'ALINAS ET CROISSANCE DE COUCHES ALINAS PSEUDOMORPHIQUES SUR LA COUCHE BARRIERE ALINAS). CES ETUDES PRELIMINAIRES ONT CONDUIT A UNE AUGMENTATION DE LA HAUTEUR DE BARRIERE EFFECTIVE DE 0,2 EV ET A UNE REDUCTION SENSIBLE DES COURANTS DE FUITE DE GRILLE. PAR AILLEURS NOUS AVONS MIS AU POINT UN PROCEDE DE FABRICATION DE CONTACTS OHMIQUES. L'OPTIMISATION DE LEUR RESISTIVITE SPECIFIQUE EN FONCTION DE L'EPAISSEUR DE BARRIERE ALINAS A CONDUIT A DES VALEURS AUSSI FAIBLES QUE 10##7 CM#2. GRACE A UNE PASSIVATION EFFICACE DES FLANCS DE MESA, DES COMPOSANTS ONT ETE ELABORES AVEC DES CARACTERISTIQUES DE FUITE DE GRILLE TRE
Author: PHILIPPE.. CARER
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Languages : fr
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Book Description
CE TRAVAIL PORTE SUR L'ETUDE ET LA MODELISATION DES TRANSISTORS A EFFET DE CHAMP (FET) INGAAS POUR INTEGRATION MONOLITHIQUE AVEC UNE PHOTODIODE PIN DANS LE PHOTORECEPTEUR PIN-FET. APRES UNE PRESENTATION DES PRINCIPALES STRUCTURES DE FET DEVELOPPEES SUR INGAAS, DE LEURS DOMAINES D'APPLICATION ET PLUS PARTICULIEREMENT DE L'INTEGRATION OPTO-ELECTRONIQUE DU PHOTORECEPTEUR PIN-FET, NOUS RAPPELONS LES PROPRIETES PHYSIQUES ET DE TRANSPORT DES MATERIAUX 3-5 EN INSISTANT SUR LES VALEURS DES COEFFICIENTS D'IONISATION D'INGAAS. DIFFERENTS MODELES UNIDIMENSIONNELS DE TRANSISTORS FET S'APPUYANT SUR DES RESOLUTIONS ANALYTIQUES OU NUMERIQUES DES EQUATIONS REGISSANT LA PHYSIQUE DES SEMICONDUCTEURS, ET LES MODELES C.A.O. SONT PRESENTES. LES METHODES DE CARACTERISATION STATIQUE ET DYNAMIQUE SONT EXPLICITEES AU CHAPITRE SUIVANT. NOUS ETUDIONS ENSUITE L'EXCES DE COURANT DE FUITE DE GRILLE DES TRANSISTORS INGAAS ET SES VARIATIONS AVEC LA TEMPERATURE. UNE COMPARAISON DE CE PHENOMENE ENTRE LES TRANSISTORS FET INGAAS ET SILICIUM EST EFFECTUEE. CE PHENOMENE PARASITE EST MODELISE A L'AIDE D'UN MODELE DISTRIBUE POUR LES FET, INCLUANT L'HYPOTHESE D'IONISATION PAR IMPACT DE PAIRES ELECTRON-TROU DANS LE CANAL DU TRANSISTOR. PUIS LES PROPRIETES DE BRUIT DES FET INGAAS SONT ETUDIEES ET COMPAREES A CELLES DE FET GAAS EQUIVALENTS. LES PARAMETRES DE BRUIT DU FET INGAAS SONT DEDUITS DES MESURES. ENFIN LES REPERCUSSIONS DE CES PHENOMENES PARASITES (EXCES DE COURANT DE GRILLE ET DE BRUIT DES FET INGAAS) SUR LES PERFORMANCES DU PIN-FET SONT ANALYSEES
