Modélisation et optimisation de transistors bipolaires à hétérojonction Si/SiGeC ultra rapides pour applications millimétriques

Grâce à une amélioration récente des performances des technologies silicium, les transistors bipolaires SiGeC (Silicium Germanium Carbone) concurrencent désormais avec succès les composants III-V pour les applications millimétriques (60GHz/80GHz). Cependant, pour remporter ce marché, la fréquence de fonctionnement des circuits doit être proche de la fréquence de coupure des composants. Les transistors sont ainsi utilisés dans des régimes de fonctionnement fortement non-linéaires et la modélisation des phénomènes de forte injection est alors indispensable. En premier lieu, une description simplifiée des transistors étudiés introduit les contraintes technologiques et détaille les éléments parasites. Des méthodes basées sur des structures de test spécifiques sont présentées afin d identifier les paramètres clés limitant les performances hyperfréquences du composant et aussi de permettre leur optimisation. En second lieu, la caractérisation hyperfréquence couvrant la gamme millimétrique est discutée. Enfin la dernière partie de ce mémoire constitue une contribution à l extraction des paramètres de forte injection du modèle compact bipolaire HICUM.With the recent improvement in silicon technologies, SiGeC bipolar transistors are now able to compete with III-V technologies for millimeter-wave applications (frequency-range 60GHz/80GHz). However to break into the millimeter-wave market, the circuit frequency will be close to the devices cut-off frequency. Therefore, the transistors work in extremely non-linear conditions and the high injection needs to be accurately modelled. First, a description of the bipolar transistors architecture allows introducing the device parasitic components. Extraction methods based on specific test structures are presented to identify the key parameters limiting the high frequency performances, and for process optimization. Secondly the hyper-frequency characterization method is discussed in the millimeter range. Finally, the last part of this thesis is a contribution to the extraction of the compact bipolar model HICUM high-injection parameters.BORDEAUX1-BU Sciences-Talence (335222101) / SudocSudocFranceF