Etude des caractéristiques statiques et du bruit basse fréquence de transistors bipolaires NPN intégrés dans des procédés BiCMOS haute fréquence à simple et double polysilicium

Résumé : Ce mémoire est consacré à l'étude au 1er et au 2ème ordre de transistors bipolaires NPN issus de procédés de fabrication BiCMOS haute fréquence dans le but à la fois de qualifier les diverses technologies et d'apporter des interprétations physiques. Des caractérisations en statique et des mesures de bruit basse fréquence ont été effectuées sur des composants intégrés dans trois procédés différents (simple poly, double poly implanté et double poly dopé «in-situ»). Pour chaque technologie, les résultats expérimentaux sont interprétés en tenant compte des spécificités de chaque procédé de fabrication. Pour la technologie simple polysilicium, deux cas sont distingués. Pour les composants de faible surface active, le bruit évolue quadratiquement avec le courant de polarisation. Dans ce cas, la source de bruit dominante est localisée au niveau de l'oxyde interfacial entre les zones de silicium monocristallin et polycristallin de l'émetteur. Pour les composants de grande surface active, le bruit évolue linéairement avec le courant de base, et le paramètre quantifiant ce niveau de bruit est corrélé au niveau de courant non-idéal de base mesuré sur ces composants. La source de bruit est dans ce cas localisée le long de la périphérie non murée de la jonction émetteur base. Dans le cas des technologies double polysilicium, le bruit évolue quadratiquement avec la polarisation, quelle que soit la surface active du composant. Toutefois, contrairement aux résultats relevés dans la littérature, la normalisation par la surface active ne donne pas de résultats satisfaisants. Un modèle prenant en compte une variation de l'épaisseur de l'oxyde interfacial est proposé et appliqué avec succès aux résultats expérimentaux (statique et bruit BF) en technologie dopée «in-situ»