Potentialités des hétérostructures GaSb/AlxGa1-xSb/InAs sur substrat GaAs pour la réalisation de HEMT en vue d'applications faible bruit en ondes millimétriques

Potentialities of GaSb/AlxGa1-xSb/InAs heterojunction grown on GaAs substrate for the realization of High Electron Mobility Transistors

• Auteur / Autrice : Hervé Boutry
• Direction : Renaud Fauquembergue
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Lille 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Croissance cristalline

Semiconducteurs à l'arséniure de gallium

Lithographie par faisceau d'électrons

Transistors à effet de champ

Résumé

L'essor des applications hyperfréquences nécessite le développement de nouvelles filières de circuits intégrés. Un composant clé de ces circuits est le transistor à effet de champ à hétérojonction : le HEMT (High Electron Mobility Transistor). Les performances de ce type de composant sont conditionnés par les propriétés des matériaux qui le constituent et par le choix des procédés technologiques. Ce mémoire est consacré à l'étude de structures à base d'antimoniures, et plus particulièrement (AlGa)Sb/InAs, réalisées sur arséniure de gallium (GaAs). L'objectif de ce travail est d'évaluer les potentialités de cette hétérostructure en vue de la réalisation de transistors HEMT. Dans un premier chapitre, nous présentons la filière des antimoniures, en décrivant les différentes possibilités de ces matériaux ainsi que les propriétés de l'hétérostructure AlGaSb/InAs. La première phase du travail expérimental, présenté dans le deuxième chapitre, vise à évaluer la qualité cristalline des couches épitaxiales dont nous disposons, en utilisant diverses méthodes d'analyse physique, telles que la diffraction de rayons X et la spectroscopie Raman. Cette étude est complétée par des caractérisations électriques de l'hétérostructure, en particulier par effet Hall. Dans une seconde phase, qui fait l'objet du troisième chapitre, des investigations technologiques sont menés afin de mettre au point les différentes étapes nécessaires à la fabrication du transistor. Nous avons obtenus les meilleurs contacts ohmiques avec la séquence métallique Pd/Pt/Au. Les étapes de gravure ont été effectuées par voie humide, avec une solution d'acide tartrique ammoniaquée, la cinétique de gravure étant réglée par le choix du pH. Le dépôt de grille permet de finaliser la réalisation du composant. La caractérisation électrique en est effectuée et les résultats obtenus, assez éloignés de ceux attendus pour un HEMT, sont interprétés.