Transistors HEMT métamorphiques sur substrat GaAs pour applications de télécommunications à très haut débit : mesures statiques et dynamiques pour intégration des effets parasites dans des modèles

Discipline

Électronique des Hautes Fréquences et Optoélectronique

Classification

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

télécommunications à large bande, effets parasites, simulations, modèles et modélisation, ionisation, transistors

Mots-clés

Transistors à effet de champ - Thèses et écrits académiques,

Tension de rupture - Thèses et écrits académiques,

Systèmes de télécommunications à large bandeSystèmes de télécommunications à large bande -- Thèses et écrits académiques,

Modèles mathématiques - Thèses et écrits académiques

La filière HEMT Métamorphique de part ses performances, apparaît très prometteuse pour les applications d'amplification pour les modules émetteur et récepteur des systèmes de télécommunications optiques longue distance et haut débit (50 Gbit/s). En effet, elle présente de bonnes performances en terme de bande passante (Ft > 160 GHz), de tenue en tension (> 8 V) et permet des possibilités de contrôle de gain efficace. Ce travail de recherche s'est déroulé dans le cadre du projet RNRT HEMERODE. Il a consisté à étudier expérimentalement les dysfonctionnements (effets parasites) liés au fonctionnement du MHEMT sur l'ensemble des structures disponibles. Un mécanisme d'ionisation par impact qui contribue à l'effet de coude (kink effect) et qui influe sur le lieu de claquage des transistors au travers de courants de grille en excès élevés a été observé. Une comparaison des résultats en fonction de la structure (simple ou double canal) et du recess de grille a été reportée. Les tensions de claquage en mode passant et en mode bloqué ont été mesurées et se sont avérées faibles, compte tenu de la forte influence du mécanisme d'ionisation par impact. Les MHEMT ont également été évalués en terme de mécanisme de piégeage/dépiégeage. Des mesures de gate-lag et de drain-lag ont mis en évidence la présence de pièges dont les signatures typiques de l'AlInAs ont été trouvées par mesure de relaxation isotherme. Ensuite, nous avons modélisé électriquement les différents effets parasites (excès de courant de grille, effet de kink, gate-lag et drain-lag) relevés lors des mesures expérimentales et les lieux de claquage des transistors. Ces modèles ont été développés à l'aide du logiciel ADS.