Etude du transistor bipolaire npn a double heterojonction si/sige/si par simulations monte-carlo

Study of a npn double heterojunction bipolar transistor using monte-carlo simulation

• Auteur / Autrice : Sylvie Retailleau
• Direction : René Castagné
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1992
• Etablissement(s) : Paris 11

Mots clés

Mots clés contrôlés

Méthode de Monte Carlo

Transistors bipolaires

Résumé

Cette etude porte sur le transistor bipolaire a double heterojonction si/sige/si qui offre les avantages des transistors bipolaires a heterojonction (tbh), rappeles dans le premier chapitre, tout en profitant de la technologie silicium, parfaitement maitrisee. Pour compenser l'absence de discontinuite naturelle de la bande de conduction au niveau de l'heterojonction si/sige, une couche si-p a ete inseree entre l'emetteur et la base. Nous etudions, en premier lieu, l'injection et le transport dans la base en simulant, a l'aide d'un modele particulaire de type monte-carlo, l'heterojonction emetteur-base pour deux compositions de la base sige du transistor : l'une a composition de germanium constante (heterojonction abrupte), l'autre a composition graduelle de germanium. Nous mettons en evidence l'interet d'un transport balistique pour ameliorer le comportement dynamique du transistor. L'avantage de la structure a heterojonction abrupte, du point de vue du temps de transit des electrons, nous a conduit a simuler le tbh reel associe afin d'etudier les problemes de geometrie bidimensionnelles et de collection (autopolarisation, effet kirk). Nous avons, en particulier, examine le phenomene de barriere parasite qui apparait, en forte injection, a l'heterojonction base-collecteur en concomitance avec l'effet kirk. En dernier lieu, nous avons mis au point une methode de mesure directe de la frequence de transition, qui ne necessite aucune hypothese de schemas equivalents, a partir de simulations monte-carlo dynamiques. Les variations du gain en courant en fonction de la frequence sont obtenues en effectuant une decomposition en serie de fourier des courants base et collecteur. Nous avons obtenu une frequence de transition de 70 ghz