Caractérisation des transistors bipolaires à hétérojonction SiGe à très hautes fréquences PDF Download
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Author: Jad Bazzi
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Languages : fr
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Book Description
Les TBH SiGe sont parmi les composants les plus rapides et sont utilisés pour les applications millimétriques. Des systèmes fonctionnent à 820GHz avec ces composants ont été déjà mis en œuvre. Afin de concevoir des circuits fonctionnant à ces fréquences très élevées, une analyse détaillée du comportement intrinsèque doit être effectuée. L'objectif principal de cette thèse est la caractérisation de la partie intrinsèque de ces composants. Une bonne précision de mesure dans la gamme de fréquences ondes millimétriques représente un vrai challenge, puisque les grandeurs intrinsèques du dispositifs ont beaucoup plus faibles que les données brutes de mesure auxquelles est associée la partie extrinsèque du composant. Afin de corriger la partie extrinsèque, des techniques de de-embedding spécifiques sont mises au point pour obtenir ces caractéristiques intrinsèques réelles. De plus, une technique de calibration directement sur la puce, sans utiliser de calkit, a été élaborée. Ceci permet de s'affranchir des effets de couplage entre la surface du standard de calibrage et les pointes de test hyperfréquences. L'ensemble a été validé par des simulations de type électromagnétique.
Author: Jad Bazzi
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Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
Les TBH SiGe sont parmi les composants les plus rapides et sont utilisés pour les applications millimétriques. Des systèmes fonctionnent à 820GHz avec ces composants ont été déjà mis en œuvre. Afin de concevoir des circuits fonctionnant à ces fréquences très élevées, une analyse détaillée du comportement intrinsèque doit être effectuée. L'objectif principal de cette thèse est la caractérisation de la partie intrinsèque de ces composants. Une bonne précision de mesure dans la gamme de fréquences ondes millimétriques représente un vrai challenge, puisque les grandeurs intrinsèques du dispositifs ont beaucoup plus faibles que les données brutes de mesure auxquelles est associée la partie extrinsèque du composant. Afin de corriger la partie extrinsèque, des techniques de de-embedding spécifiques sont mises au point pour obtenir ces caractéristiques intrinsèques réelles. De plus, une technique de calibration directement sur la puce, sans utiliser de calkit, a été élaborée. Ceci permet de s'affranchir des effets de couplage entre la surface du standard de calibrage et les pointes de test hyperfréquences. L'ensemble a été validé par des simulations de type électromagnétique.
Author: Bertrand Ardouin
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Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
Author: Bart Van Haaren
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Languages : fr
Pages : 210
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Book Description
Author: OSCAR.. DE BARROS
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Languages : fr
Pages : 222
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Book Description
LES PROGRES DES TECHNIQUES D'EPITAXIE ONT PERMIS LA FABRICATION DE COUCHES DE SIGE CONTRAINT SUR SUBSTRAT SILICIUM ET LEUR MISE EN APPLICATION DANS DES TRANSISTORS BIPOLAIRES A HETEROJONCTION, PERMETTANT A LA TECHNOLOGIE SILICIUM D'ATTEINDRE DES PERFORMANCES DYNAMIQUES INTERESSANTES POUR LES APPLICATIONS HAUTE FREQUENCE. TOUTEFOIS L'INTEGRATION DE L'ALLIAGE SIGE DANS UNE FILIERE DOIT REPONDRE AU DOUBLE IMPERATIF DE QUALITE FINALE DE L'ALLIAGE ET DE PERTURBATION MINIMUM A APPORTER A LA FILIERE TECHNOLOGIQUE. C'EST DANS CET OBJECTIF ET DANS LE CADRE DE L'INTEGRATION DU TBH SIGE DANS UNE FILIERE BICMOS DEVELOPPEE AU CNET MEYLAN QUE S'INSCRIT CE SUJET DE THESE. AU COURS DE CE TRAVAIL, NOUS AVONS ETUDIE LA QUALITE DU SYSTEME EMETTEUR-BASE DES TRANSISTORS BIPOLAIRES A HETEROJONCTION A BASE SIGE A L'AIDE DE TECHNIQUES DE CARACTERISATION ELECTRIQUE, MESURE DE COURANT STATIQUE ET SPECTROSCOPIE DE TRANSITOIRE. LES RESULTATS EXPERIMENTAUX OBTENUS SUR DES TRANSITORS SIMPLE-POLYSILICIUM AUTOALIGNES ONT MIS EN EVIDENCE LA PRESENCE DE DEFAUTS DANS LA ZONE ACTIVE DU COMPOSANT, LOCALISES A LA PERIPHERIE DE LA JONCTION EMETTEUR-BASE LE LONG DES ESPACEURS SIO#2. L'ENERGIE D'ACTIVATION APPARENTE DE CES PIEGES EST DE 0,6 EV, CE QUI EN FAIT DES CENTRES DE RECOMBINAISON TRES EFFICACES. CES DEFAUTS AYANT PU ETRE CORRELES A L'ETAPE DE GRAVURE LORS DE LA DEFINITION DU SYSTEME EMETTEUR-BASE, LA QUALITE CRISTALLINE DES COUCHES EPITAXIEES N'EST DONC PAS DEGRADEE PAR LE PROCESS POST-EPITAXIE. CE RESULTAT EST UNE CONTRIBUTION AU CHOIX D'UNE NOUVELLE ARCHITECTURE POUR LES FILIERES DEVELOPPEES PLUS RECEMMENT, DANS LAQUELLE LA ZONE ACTIVE EST ELOIGNEE DES ZONES GRAVEES. LES ETUDES INITIEES SUR LES TRANSISTORS SIMPLE-POLYSILICIUM QUASI-AUTOALIGNES DE CETTE FILIERE MONTRENT LA PRESENCE DE PLUSIEURS NIVEAUX PROFONDS DANS LA BASE DU COMPOSANT, CE QUI EST UN POINT CRITIQUE POUR LE BON FONCTIONNEMENT DE CES COMPOSANTS.
Author: Dominique Berger
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Languages : fr
Pages : 256
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Book Description
Le développement de transistors bipolaires dédiés aux applications hautes fréquences a mis en évidence les limites des modèles électriques de ce dispositif. Le transistor étant utilisé dans des conditions de fonctionnement fortement non-linéaires, le modèle employé Lors de la conception du circuit doit pouvoir décrire le comportement physique du transistor sur une large gamme de polarisations. Après avoir défini les besoins des utilisateurs ainsi que les modèles disponibles dans le domaine publique, le choix de l'étude du modèle HICUM a été fait. La physique du transistor bipolaire est rappelée afin de décrire ce modèle. La compréhension des origines physiques du modèle a permis, par la suite, de développer un modèle dit paramétré. Ce modèle paramétré prend en compte les variations géométriques des paramètres physiques du transistor. Cette étude est complétée par la description des étapes d'extraction des paramètres du modèle HICUM ainsi que ceux du modèle paramétré. La mise en place de ces méthodes a permis de valider les deux modèles sur des transistors a hétérojonctions SiGe les plus rapides.
Author: Cyril Chay
Publisher: Editions Universitaires Europeennes
ISBN: 9783838180113
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Languages : fr
Pages : 140
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Book Description
Resume: Ce travail a consiste a caracteriser des transistors bipolaires a heterojonction par des mesures de bruit basse frequence (BF). Cette etude a porte sur deux types de composants: des transistors Si/SiGe et Si/SiGeC issus de technologies BiCMOS avancees. Les mesures de bruit basse frequence sont effectuees en fonction de la polarisation sur des transistors presentant differents parametres technologiques (surface d'emetteur, profil du Germanium, ...) afin de pouvoir localiser et analyser les sources de bruit. Nous avons pu modeliser le bruit en 1/f associe au courant de base ce qui nous a permis d'extraire les parametres SPICE utilises dans les modeles de simulation electrique des circuits. Un facteur de merite reliant les performances frequentielles et les performances en bruit BF a ete propose. Une etude de l'influence du stress electrique sur des transistors Si/SiGe a ete effectuee pour localiser les defauts et les sources de bruit associees.
Author: Benoît Barbalat
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Languages : fr
Pages : 202
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Book Description
Cette thèse a pour objet l'étude et la réalisation en milieu industriel de transistors bipolaires à hétérojonction Si/SiGeC à très hautes performances pour les applications de télécommunications et de détection radar. Le premier chapitre rappelle la théorie de fonctionnement du transistor bipolaire, aussi bien en régime statique qu'en régime dynamique. Nous présentons ensuite un historique des technologies de fabrication des TBH SiGe, en expliquant les choix pris en faveur d'un auto-alignement complet et d'une épitaxie sélective de la base. Les performances obtenues dans cette étude sont comparées à l'état de l'art. Le chapitre III a pour objet l'optimisation classique du transistor bipolaire, et nous démontrons comment, par différentes optimisations du profil vertical et de l'extension latérale du composant nous avons pu augmenter les performances de 200GHz jusqu'à 300GHz. Le chapitre IV traite de l'optimisation de la tenue en tension par des procédés technologiques en rupture avec l'optimisation standard du transistor. Des améliorations significatives de la tenue en tension ont pu être démontrées, ce qui permet d'obtenir des produits fTxBVceo à l'état de l'art. Le dernier chapitre étudie le comportement du TBH en fonction de la température : Nous décrivons tout d'abord l'auto-échauffement du transistor, et son impact sur les performances dynamiques, nous terminons par l'étude du transistor bipolaire aux températures cryogéniques. Les performances étant fortement améliorées à basse température, nous en tirons de l'extraction des différents retards du composant des perspectives d'amélioration des temps de transit, pour atteindre des performances ultimes.
Author: Mathias Kahn
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Languages : fr
Pages : 256
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Book Description
L'ESSOR DES TELECOMMUNICATIONS A L'ECHELLE MONDIALE QU'A CONNU LA FIN DU XXEME SIECLE A ETE RENDU POSSIBLE PAR L'EXISTENCE DE RESEAUX A BASE DE FIBRES OPTIQUES, CAPABLES DE TRANSMETTRE DES FLUX DE DONNEES IMPORTANTS SUR DE LONGUES DISTANCES. LA GESTION DE CES IMPORTANTS FLUX D'INFORMATION EN AMONT ET EN AVAL DE LA FIBRE REQUIERT DES CIRCUITS ELECTRONIQUES NUMERIQUES ET ANALOGIQUES TRAITANT DES DEBITS DE DONNEES SUPERIEURS A 40GB/S, CE QUI IMPLIQUE L'UTILISATION DE COMPOSANTS TRES RAPIDES, AVEC DES FREQUENCES DE TRANSITION AU-DELA DE 150GHZ.GRACE AUX REMARQUABLES PROPRIETES DE LA FAMILLE DE MATERIAUX III-V EN TERMES DE TRANSPORT ELECTRIQUE, LE TRANSISTOR BIPOLAIRE A HETEROJONCTION GAINAS/INP SE CLASSE COMME L'UN DES TRANSISTORS LES PLUS RAPIDES ACTUELLEMENT, ET PERMET LA REALISATION DE TELS CIRCUITS OPERATIONNELS A TRES HAUTE FREQUENCE.LA MISE EN PLACE D'UNE FILIERE COMPLETE DE FABRICATION DE CIRCUITS A BASE DE TBH NECESSITE QUE SOIT MAITRISE UN GRAND NOMBRE D'ETAPES. UN CERTAIN NOMBRE D'ENTRE ELLES TOUCHE DIRECTEMENT AU COMPOSANT: CONCEPTION, EPITAXIE, FABRICATION TECHNOLOGIQUE, CARACTERISATION A CES ETAPES DOIT ETRE AJOUTEE UNE CERTAINE COMPREHENSION DES PHENOMENES PHYSIQUES INTERVENANT DANS LE DISPOSITIF.DANS CE TRAVAIL DE THESE, LES PROBLEMATIQUES LIEES A L'OPTIMISATION DU TBH GAINAS/INP, AINSI QUE CERTAINES QUESTIONS RELATIVES AUX MECANISMES PHYSIQUES MIS EN JEU SONT PRESENTEES.
Author: Joseph Mba
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Languages : fr
Pages : 219
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Book Description
L'objectif est de mettre en place une technologie TBH InP avec des transistors ayant des fréquences de coupure supérieures à 80 GHz. Ces transistors permettront de fabriquer des circuits de communication optique fonctionnant à 40 Gbit/s. L'obtention de ces hautes performances passe par la définition d'une structure de couches adéquate, par une technologie de fabrication adaptée, par une analyse des phénomènes de transport et par des mesures hyperfréquences adaptées. A la lumière de l'analyse des phénomènes de transport et de la modélisation, nous avons proposé des évolutions de la structure permettant d'obtenir simultanément: des fréquences de coupure élevées, une faible consommation, une tension de claquage élevée (B V CE) et de faibles courants de fuite. Un point essentiel abordé dans cette partie est 1' apport d'une base à composition graduelle permettant de minimiser le temps de transit à travers la base et de trouver un meilleur compromis entre un gain élevé et une faible résistance de base. Une optimisation de la technologie de fabrication du TBH a été mise en place, de manière à réduire sensiblement (60%) les parasites, dans le cadre des règles de dessin imposées par l'outil technologique disponible au laboratoire. Cette optimisation concerne principalement la réduction de la surface base-collecteur, dont dépend directement la capacité base-collecteur, la fréquence de transition et surtout la fréquence maximale d'oscillation. Cette technologie associée à la structure de couches évoluée a conduit à la réalisation de transistors ayant les performances suivantes : Ft = 105 GHz, Fmax = 70 GHz, β = 48, BVCE > à 7,5 V. Ces transistors ont conduit à la réalisation de circuits fonctionnant à 44 Gbit/s pour le multiplexeur 2:1, 40 Gbit/s pour le démultiplexeur 2: l, 25 Gbit/s pour le driver et plus de 25 Gbit/s pour une bascule D. L'ensemble de ces circuits permet de valider les approches utilisées au cours de ce travail.
Author: Boris Geynet
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Languages : fr
Pages : 242
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Book Description
Les transistors bipolaires à hétérojonctions (TBH) Si/SiGe:C disponibles aujourd'hui dans les technologies BiCMOS atteignent des fréquences de coupure fT et fmax supérieures à 200GHz. Cela leur permet d'adresser des applications dans le domaine millimétrique jusqu'à 100GHz telles que les radars anticollision pour l'automobile et les communications optiques et sans fil à haut débit. Cette thèse a pour objet le développement et l'étude de TBH Si/SiGe:C pour les technologies BiCMOS millimétriques. Après un rappel des principes de fonctionnement du transistor bipolaire, nous montrons les méthodes de fabrication, caractérisation et modélisation des dispositifs de dernière génération. Les architectures choisies et les performances obtenues par les principaux acteurs du marché sont détaillées. Nous présentons ensuite des études menées pour le développement de la technologie BiCMOS9MW de STMicroelectronics. Une version faible-coût du TBH rapide ainsi qu'un dispositif haute-tension compatible avec la technologie sont présentés et les résultats à l'état de l'art obtenus sur les deux architectures sont montrés. Nous étudions également l'impact des variations des paramètres technologiques et de la géométrie des dispositifs sur les principales caractéristiques de ces composants. La dernière partie de ce travail de thèse est consacrée au développement de nouvelles solutions technologiques afin d'améliorer encore la fréquence de transition des TBH Si/SiGe:C. Un optimisation du profil vertical du TBH a pu être réalisée grâce au développement d'un nouveau module de collecteur utilisant une épitaxie sélective et la réduction du budget thermique vu par les dispositifs durant leur fabrication. Cette dernière étude a permis d'atteindre une fréquence de transition fT· supérieure à 400GHz à température ambiante, ce qui représente la meilleure performance obtenue à ce jour pour un transistor en technologie silicium.
