Etude de l'influence du mécanisme d'ionisation par impact sur les performances et la fiabilité des transistors à effet de champ sur substrat III-V

Study of the influence of impact ionisation mechanism on performances and on the reliability of power gaAs Fets

• Auteur / Autrice : Benoît Lambert
• Direction : André Touboul
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Bordeaux 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Durée de vie (ingénierie)

Fiabilité

Ionisation

Transistors à effet de champ

Résumé

Ces travaux présentent une étude sur le mécanisme d'ionisation par impact se produisant dans les transistors à effet de champ de puissance sur substrat GaAs. Ce mécanisme est un effet parasite des FETs et consiste en la création de paires électrons/trous dans le canal induit par les électrons fortement accélérés par 1e champ électrique. Cette étude porte sur quatre technologies de FETs (MESFET DCFET, PHEMT et PHEMT de puissance). L'influence du mécanisme d'ionisation, par impact sur les performances électriques statiques des dispositifs a été évalué, notamment sur les caractéristiques de grille, de transfert et sur les lieux de claquage mesurés à l'aide d'une technique d'injection de courant. Le banc de mesure du bruit aux basses fréquences associé au courant de grille développé durant cette thèse, est décrit dans la deuxième partie. La caractérisation du bruit de grille des FETs en régime d'ionisation par impact a permis de modéliser le bruit en 1/f comme étant proportionnel au taux d'ionisation au carré. De plus, l'analyse du bruit en courant des contacts Schottky s'est révélée efficace pour la détection des dégradations localisées aux interfaces passivation/semiconducteur et passivation/métallisation. La dernière partie de ce document présente une étude de fiabilité menée sur les technologies MESFET, PHEMT et PHEMT de puissance ayant subies des vieillissements sous polarisations statiques associés ou non à un fonctionnernent dynamique en régime de compression du gain. Il apparaît que le mécanisme d'ionisation par impact associé au champ électrique est un mécanisme de dégradation présentant des modes de dégradation qui dépendent de la technologie.