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Thèse soutenue

Evolution des proprietes electriques et physiques aux basses temperatures de transistors a effet de champ a heterojonction a grille courte sur substrat inp

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Auteur / Autrice : Alain Sylvestre
Direction : G. VERNET
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences appliquées
Date : Soutenance en 1996
Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

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Cette these presente une etude experimentale a temperature ambiante et aux temperatures cryogeniques de transistors a effet de champ a heterojonctions (hemts) inalas/ingaas/inalas en accord de maille et pseudomorphiques sur substrat inp, de longueur de grille submicronique. Malgre des performances microondes a l'etat de l'art, ces composants souffrent d'une technologie encore immature qui rend difficile une bonne reproductibilite de transistors performants. L'analyse des potentialites microondes sur la frequence de coupure du gain en courant de ces transistors revele que ces derniers s'ameliorent significativement avec la reduction de la longueur de grille et dans une moindre mesure avec l'abaissement de la temperature. L'absence d'evolution significative des capacites intrinseques avec la temperature confirme un bon confinement des porteurs dans le canal aux temperatures cryogeniques. Par ailleurs, la frequence maximale d'oscillation s'ameliore avec l'augmentation de la tension de drain, neanmoins l'utilisation des composants dans ces regimes de fonctionnement est limitee par la faible tenue au claquage des hemts sur inp. L'obtention de fortes densites de porteurs et des tensions de claquage elevees constituent les deux facteurs clef pour une montee en frequence encore plus importante. Les causes du claquage precoce de ces hemts sont etudiees de facon originale a partir de mesures d'electroluminescence. Celles-ci ont revele l'apparition d'un processus d'ionisation par choc dans le canal ingaas pour expliquer le claquage du composant. Par ailleurs, des anomalies ont ete observees sur les caracteristiques courant-tension. Ces anomalies sont la consequence de mecanismes de piegeage/depiegeage de porteurs dans les couches inalas et aux differentes interfaces. En conclusion, l'evolution des performances avec la temperature nous a permis de mieux comprendre les phenomenes physiques qui regissent le fonctionnement des hemts sur substrat inp a grille courte. L'etude a temperature variable s'est averee etre un outil precieux de caracterisation de l'ensemble de ces phenomenes