Composants Schottky à hétérostructures de semiconducteurs en technologie InP pour le mélange de fréquences à 560 GHz

Ce mémoire concerne la conception et la réalisation de composants électroniques adaptés à la fonction de mélange subharmonique en bande millimétrique et submillimétrique. Nos orientations ont porté sur l'optimisation, dans la filière InP, de diodes Schottky en configuration antiparallèle. Le GaInAs, de par sa forte mobilité électronique, s'avère particulièrement propice à la conduction électronique et à la montée en fréquence. Deux structures ont été étudiées par résolution numérique des équations de Poisson et de Schrödinger. L'hétérostructure métal/GaInAs présente des propriétés de non-linéarité (h=1.35) intéressantes pour le mélange de fréquence avec néanmoins un seuil de conduction faible (Vd < 0.2V). L'insertion d'une barrière de potentiel grand gap permet d'augmenter ce paramètre (Vd = 0.5V) tout en conservant la forte mobilité du GaInAs. La non-linéarité de l'hétérostructure métal/AlInAs/GaInAs est fortement dégradée. Mais nous avons montré et justifié l'existence d'une épaisseur optimale de 110Å pour laquelle h=1.5. Du point de vue de l'architecture technologique, l'accent a été mis sur la réalisation de diodes planaires de 1æmø, digitées, de type grille en T de transistor largement submicronique. Des techniques de moulage dans de la résine électronique et de gravure humide ont été optimisées et adaptées aux différentes étapes. Trois structures épitaxiales, diode sans barrière, avec une barrière épaisse de 200Å et avec une barrière moyenne de 150Å ont été réalisées et ont accrédité les tendances obtenues numériquement, à savoir la dépendance du seuil de conduction et de la non-linéarité en fonction de la présence et de l'épaisseur de la barrière. Les composants sans et avec barrière ont montré une fréquence de coupure de 0.8 et 2THz respectivement. Pour les diodes sans barrière, des pertes optimales de 6.6 dB sous 4mW de puissance de pompe sont attendues dans un cas d'adaptation idéale de la cellule de mélange.LILLE1-BU (590092102) / SudocSudocFranceF