Technologies et caractérisation hautes fréquences de composants III-V à effet tunnel résonnant

• Auteur / Autrice : Olivier Dupuis
• Direction : Didier Lippens
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Lille 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Diodes tunnel

Ondes décamétriques

Effet tunnel

Hétérostructures

Résumé

L'objectif de ce travail de thèse a consisté à explorer les techniques avancées de fabrication de dispositifs très hautes fréquences aussi bien actifs que passifs. Pour les composants actifs, le travail a concerné les diodes à effet tunnel résonnant qui présentent des effets de conductance différentielle négative. Concernant les dispositifs passifs, nous nous sommes intéressés principalement aux guides d'ondes coplanaires sur membrane diélectrique. Au préalable, nous avons effectué une étude théorique des non linéarités de conduction dans les hétérostructures de semi-conducteurs à puits quantique. Cette étude est basée sur la recherche des probabilités de transmission par effet tunnel et des états de localisation. Suite à cette étape de conception, nous avons fabriqué des composants dont les caractéristiques courant tension sont à l'état de l'art en termes de conductance différentielle négative. Pour ce faire, il a été nécessaire de mettre en oeuvre des techniques de définition des motifs combinant la photolithographie et l'écriture au masqueur électronique à l'échelle submicronique. Par ailleurs, les procédés d'implantation profonde et de gravure ionique réactive ont été utilisés. La caractérisation hyperfréquence de ces composants, réussie en zone de conductance négative, a complété cette étude des composants actifs. Pour les lignes de propagation sur membranes, nous avons cherché à démontrer la possibilité d'utiliser des technologies de micro-usinage volumique des matériaux III-V pour s'affranchir du substrat. Les milieux de propagation obtenus, de cette façon, peuvent se comparer à l'air avec des permittivités effectives très proches de l'unité. Par ailleurs, l'absence de dispersion et un niveau très faible de pertes ont été démontrés, avec également l'étude d'une transition parabolique originale.