Etude physique du bruit de diffusion dans les transistors à effet de champ à hétérojonctions

Abstract

Dans ce travail, nous étudions les phénomènes physiques de bruit dans les composants à hétérojonctions III-V comme les TEGFETs et les MISFETs. Seule une étude approfondie et une connaissance aussi précise que possible des matériaux utilisés peuvent permettre la modélisation correcte des caractéristiques du premier ordre dans les dispositifs avant d’effectuer celle du bruit. Ici nous nous intéressons essentiellement au bruit de diffusion qui dans les dispositifs utilisés en très haute fréquence devrait être la seule source de bruit qui subsiste (au-delà d’au moins 1 GHz). Cette étude consiste à effectuer des mesures de puissance de bruit en haute fréquence dans ces composants. Concernant la partie théorique de ce travail, nous avons mis au point un modèle de bruit amélioré à partir de celui de Pucel en introduisant les modifications nécessaires pour l’adapter au TEGFET. Les résultats de ce modèle sont validés par les mesures expérimentales. A partir des mesures de bruit et plus particulièrement de la température équivalente de bruit, on peut extraire le coefficient de diffusion par l’intermédiaire de la relation d’Einstein, à champ modéré. Nous présentons une évolution possible du coefficient de diffusion avec le champ électrique basée sur la loi de la température électronique locale donnée par Beachtold. Nous comparons également les résultats avec ceux obtenus par d’autres auteurs. L’analyse de ces courbes montre que la détermination quantitative de ce coefficient de diffusion est encore ouverte. Un problème spécifique, à des composants est lié aux zones d’accès et à leur influence sur le bruit mesuré. Une partie du travail est consacré à la mesure et à la simulation du bruit dans les zones d’accès.