Transistor bipolaire à hétérojonction GaInAs/InP pour circuits ultra-rapides : structure, fabrication et catactérisation

GaInAs/InP heterojunction bipolar transistor for very high speed circuits : structure, fabrication and caracterisation

• Auteur / Autrice : Mathias Kahn
• Direction : Frédéric Aniel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Paris 11

Mots clés

Mots clés libres

Epitaxie CBE

Transport modèle petit signal

Résumé

L'essor des telecommunications a l'echelle mondiale qu'a connu la fin du xxeme siecle a ete rendu possible par l'existence de reseaux a base de fibres optiques, capables de transmettre des flux de donnees importants sur de longues distances. La gestion de ces importants flux d'information en amont et en aval de la fibre requiert des circuits electroniques numeriques et analogiques traitant des debits de donnees superieurs a 40gb/s, ce qui implique l'utilisation de composants tres rapides, avec des frequences de transition au-dela de 150ghz. Grace aux remarquables proprietes de la famille de materiaux iii-v en termes de transport electrique, le transistor bipolaire a heterojonction gainas/inp se classe comme l'un des transistors les plus rapides actuellement, et permet la realisation de tels circuits operationnels a tres haute frequence. La mise en place d'une filiere complete de fabrication de circuits a base de tbh necessite que soit maitrise un grand nombre d'etapes. Un certain nombre d'entre elles touche directement au composant: conception, epitaxie, fabrication technologique, caracterisation a ces etapes doit etre ajoutee une certaine comprehension des phenomenes physiques intervenant dans le dispositif. Dans ce travail de these, les problematiques liees a l'optimisation du tbh gainas/inp, ainsi que certaines questions relatives aux mecanismes physiques mis en jeu sont presentees.

The developpement of optical networks in the last decade has made possible the strong increase in worlwide telecomunications. Processing of high-bitrates signals (above 40 gb/s) at fiber input and output requires numerical circuits working very high frequencies, and thus based on vary fast electronics devices with cutoff frequencies of 150 ghz or more. Iii-v semiconctor materials have remarkable physical properties, making inp base hbt one of the fastest transitor available at this time. This device allows design of circuits working at the very high frequencies required in optical communications applications. Fabrication of gainas/inp hbt involves a large number of design and processing steps (epitaxial growth, cleanroom processing, caracterisation,), and requiers understanding of various physical effects determining the device behavior. In this work, we study the main physical effects involved in hbt behavior, and we carry out optimisation of the device.