Fiabilité et bruit basse fréquence de transistors bipolaires à hétérojonction SiGe :C 250 GHz dédiés aux applications ondes millimétriques

Reliability and low frequency noise of SiGe :C heterojunction bipolar transistor dedicated to millimeter wave applications

• Auteur / Autrice : Malick Diop
• Direction : Gérard Ghibaudo
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Micro et nanoélectronique
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Grenoble INPG

Mots clés

Mots clés contrôlés

Transistors bipolaires

Résumé

Ce travail de thèse portait sur l’étude de la fiabilité et du bruit basse fréquence de TBHs SiGe :C de la filière BiCMOS9MW dédiés aux applications ondes millimétriques. Ainsi, les 3 modes de polarisation en inverse, en direct et en « mixed-mode » ont été bien caractérisés et la dégradation associée, investiguée en détails en utilisant une approche originale couplant bruit et fiabilité et des outils puissants tels que la simulation TCAD et la modélisation HICUM. Ensuite, l’extraction de facteurs d’accélération de la dégradation du courant de base en fonction des paramètres de la contrainte nous a permis de proposer des modèles empiriques de durées de vies, pour tous les modes de défaillance. Enfin, l’introduction de la fiabilité au niveau « design » a permis de simuler pour la première fois la dégradation du TBH de l’amplificateur en puissance à 77GHz.

This work concerned the study of reliability and low frequency noise of SiGe: C heterojunction bipolar transistors of BiCMOS9MW dedicated to millimeter-wave applications. A better understanding of the degradation physics of HBTs was presented in this report. So, the reverse, forward and mixed-mode polarization were characterized well and the associated degradation studied in detail by using an original approach of noise and reliability and powerful tools such as the TCAD simulations and the HICUM modelling. Then, acceleration factors of the base current degradation with stress time were extracted according and allowed us to propose new empirical models of life time for all these failure modes. Finally the introduction of design in reliability allowed to simulate for the first time the degradation of HBT on power amplifier at 77GHz.