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Ces travaux de thèses présentent un protocole expérimental d’évaluation de la fiabilité des transistors bipolaire à double hétéro-jonction submicroniques sur substrat InP. Les mécanismes de défaillances observés ont été mis en évidence grâce à ce protocole qui présente trois étapes : activation, détection et localisation des mécanismes de défaillance. Les tests de vieillissement accéléré ont été réalisés sur les TBH de structure hexagonale avec une base en InGaAs ou en GaAsSb ainsi que les structures TLM. Grâce à l’analyse électrique via la modélisation compacte, nous établissons les premières hypothèses sur l’origine physique des mécanismes de dégradation. Pour les transistors avec une base InGaAs, par exemple, les mécanismes de défaillance mis en évidence sont localisés:- A la périphérie d’émetteur entrainant ainsi une augmentation du courant de base pour VBE<0,6 V pour les tests sous contrainte thermique ainsi que sous contraintes thermique et électrique.- A la jonction base-émetteur, provoquant l’augmentation du courant de base et de collecteur respectivement pour VBE>0,6 V et 0.2<VBE<0,8 V.- Au niveau du contact ohmique d’émetteur, entrainant une dégradation des courants pour VBE>0,8 V. Cette diminution du courant est plus visible sur le courant de collecteur.Ces hypothèses ont été validées avec l’analyse physique 2D avec le logiciel TCAD Sentaurus. Des signatures électriques similaires ont été observées dans la bibliographie par de plusieurs auteurs. / This work presents the implementation of an experimental procedure to evaluate the failure mechanisms of submicron Heterojunction Bipolar Transistor on InP substrate. This procedure presents 3 steps: activation, detection and localization of the failure mechanisms. The accelerated aging tests have been used to active the failure mechanisms on hexagonal shape HBTs with InGaAs or GaAsSb base together with TLM. Due to the electrical analysis through the compact modelling, we established the first hypothesis about the origin of the failure mechanisms. For example, on InGaAs HBT, the failure mechanisms observed are located:- At the emitter sidewall. This mechanism leads to the increase of the base current for VBE<0.6 V- At the base-emitter junction leading to the increase of base and collector current for VBE>0,6 V and 0.2<VBE<0,8 V respectively.- And the ohmic contact layer leading to the collector current decrease for VBE>0.8 V.These hypotheses were validated by 2D physical simulation using TCAD Sentaurus. The same electrical signatures of the failure mechanisms are observed in literature.

Cette thèse est un des premiers travaux sur les transistors bipolaires à hétérojonction (TBH)de la filière InP ayant une base en GaAsSb. Une méthode de mesure précise des offsets des<br />hétérojonctions de type II par électroluminescence, associée aux mesures électriques a permis de clarifier les conditions du transport électronique dans le système InP/GaAsSb et d'initier l'utilisation d'un émetteur en InGaAlAs. Deux briques technologiques spécifiques ont été développées : la gravure chimique sélective de InGaAlAs par rapport à GaAsSb et la réalisation de contacts ohmiques très faiblement résistifs sur p-GaAsSb. Ceci a permis l'assemblage d'un procédé de fabrication de TBH ultra-rapides dans cette filière. La faisabilité de ce procédé a été démontrée par la réalisation de TBH submicroniques ayant des fréquences ( fT ; fmax) de (155 ; 162) GHz. Son optimisation, protégée par deux brevets, montre des perspectives pour atteindre des fréquences ( fT ; fmax) de (380 ; 420) GHz.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:16:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6767.pdf: 16621562 bytes, checksum: 66df3d9efcbf65c2d47f601b4ef3f3c0 (MD5) Previous issue date: 2015-04-01 / Universidade Federal de Sao Carlos / Quantum dots grown by epitaxial techniques for optical and transport studies are usually capped by a layer of the same material on which the QDs were grown. Recently, several studies have shown how the growth parameters and materials used in this layer significantly affect the morphological, optical and electrical properties of these nanostructures. In this work Indium Arsenide quantum dots capped with a layer of Gallium Arsenide and Antimony are studied. After the growth, a rapid thermal annealing was performed, which improved significantly the size distribution of the quantum dots, increasing the optical eficiency, and inducing a change in the band structure from a Type-I to Type-II. The investigations performed by magnetophotoluminescence have shown that the effects of the topology confinement on the band structure of these quasi zero-dimensional systems are strongly modulated by an external electric field applied parallel to the magnetic field orientation. Purely quantum effects such as Aharonov-Bohm interference and the inversion of the excitonic Landfie g-factor were observed at low temperatures and for specific values of electric fields, showing that the choice of the material and growth conditions of quantum dots capping layer leads to controlled experimental results which could not be achieved using conventional growth methods of semiconductor quantum dots. / Pontos quânticos crescidos por técnicas epitaxiais para estudos ópticos e de transporte são comumente cobertos com uma camada do mesmo material sobre o qual os pontos foram crescidos. Recentemente diversos estudos têm demonstrado como os parâmetros de crescimento e materiais utilizados nesta camada afetam significativamente as propriedades morfológicas, ópticas e elétricas destas nanoestruturas. Neste trabalho são estudados pontos quânticos tradicionais de Arseneto de Índio cobertos com uma camada de Arseneto de Gálio e Antimônio. Após o crescimento foi realizado um tratamento térmico rápido que melhorou significativamente a distribuição de tamanhos dos pontos, com um aumento na eficiência óptica e uma indução na estrutura de bandas do Tipo-I para Tipo-II. As investigações por magnetofotoluminescência revelaram que os efeitos da topologia de confinamento na estrutura de bandas deste sistema quase zero-dimensional são fortemente modulados pela aplicação de um campo elétrico externo paralelo _a orientação do campo magnético. Efeitos de caráter puramente quântico como a interferência Aharonov-Bohm e a inversão do fator-g de Landé excitônico foram observados a baixas temperaturas e para valores específicos de campo elétrico, demonstrando assim que a escolha do material e condições de deposição da camada de cobertura de pontos quânticos levam a efeitos e resultados controlados experimentalmente que não poderiam ser observados utilizando métodos convencionais de crescimento de pontos quânticos semicondutores.

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