Transistors bipolaires à hétérojonction: Développement d'une filière InP/GaAsSb pour application ultra-rapides
Abstract
This thesis is one of the first works on heterojunction bipolar transistors (HBTs) on InP substrate having a base in GaAsSb. It presents a precise measurement method by electroluminescence
for determination of conduction band offset for the type II heterojunction such as the InP/GaAsSb system. Along with the analysis of HBT electrical characteristics, we were able to clarify the electronic transport conditions and initiate the use of InGaAlAs as emitter in this system. Two specific technological developments were studied : selective chemical etching of InGaAlAs/GaAsSb and low-resistivity ohmic contacts on p-GaAsSb.
The implementation of these keys elements allowed the definition of a fabrication process for high-speed HBTs. The feasibility of this process was demonstrated by the realization of sub-micrometer transistors having frequencies ( fT ; fmax) of (155 ; 162) GHz. Its optimization, protected by two patents, shows prospects to reach frequencies ( fT ; fmax) of (380 ; 420) GHz.
for determination of conduction band offset for the type II heterojunction such as the InP/GaAsSb system. Along with the analysis of HBT electrical characteristics, we were able to clarify the electronic transport conditions and initiate the use of InGaAlAs as emitter in this system. Two specific technological developments were studied : selective chemical etching of InGaAlAs/GaAsSb and low-resistivity ohmic contacts on p-GaAsSb.
The implementation of these keys elements allowed the definition of a fabrication process for high-speed HBTs. The feasibility of this process was demonstrated by the realization of sub-micrometer transistors having frequencies ( fT ; fmax) of (155 ; 162) GHz. Its optimization, protected by two patents, shows prospects to reach frequencies ( fT ; fmax) of (380 ; 420) GHz.
Cette thèse est un des premiers travaux sur les transistors bipolaires à hétérojonction (TBH)de la filière InP ayant une base en GaAsSb. Une méthode de mesure précise des offsets des
hétérojonctions de type II par électroluminescence, associée aux mesures électriques a permis de clarifier les conditions du transport électronique dans le système InP/GaAsSb et d'initier l'utilisation d'un émetteur en InGaAlAs. Deux briques technologiques spécifiques ont été développées : la gravure chimique sélective de InGaAlAs par rapport à GaAsSb et la réalisation de contacts ohmiques très faiblement résistifs sur p-GaAsSb. Ceci a permis l'assemblage d'un procédé de fabrication de TBH ultra-rapides dans cette filière. La faisabilité de ce procédé a été démontrée par la réalisation de TBH submicroniques ayant des fréquences ( fT ; fmax) de (155 ; 162) GHz. Son optimisation, protégée par deux brevets, montre des perspectives pour atteindre des fréquences ( fT ; fmax) de (380 ; 420) GHz.
hétérojonctions de type II par électroluminescence, associée aux mesures électriques a permis de clarifier les conditions du transport électronique dans le système InP/GaAsSb et d'initier l'utilisation d'un émetteur en InGaAlAs. Deux briques technologiques spécifiques ont été développées : la gravure chimique sélective de InGaAlAs par rapport à GaAsSb et la réalisation de contacts ohmiques très faiblement résistifs sur p-GaAsSb. Ceci a permis l'assemblage d'un procédé de fabrication de TBH ultra-rapides dans cette filière. La faisabilité de ce procédé a été démontrée par la réalisation de TBH submicroniques ayant des fréquences ( fT ; fmax) de (155 ; 162) GHz. Son optimisation, protégée par deux brevets, montre des perspectives pour atteindre des fréquences ( fT ; fmax) de (380 ; 420) GHz.
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