Abstract FR:

Dans le but d'améliorer les performances fréquentielles des transistors bipolaires à double hétérojonction (TBDH) INGAAS/INP conçus au CNET de Bagneux, ce travail de thèse concerne la modélisation de la diffusion du dopant de base (béryllium) pouvant intervenir au cours des traitements thermiques lors des étapes de fabrication. Afin de prévoir et de contrôler cette diffusion indésirable, une importante étude expérimentale comprenant l'obtention de profils de concentration en profondeur du Be dans des structures épitaxiées par GSMBE (homojonctions INGAAS et INGAASP et hétérojonction INGAAS/INGAASP) a été effectuée en employant deux techniques : la sonde ionique SIMS et le profilomètre électrochimique ECV (Polaron), après des traitements thermiques. La modélisation de ces profils expérimentaux de diffusion à l'aide de deux modèles issus du mécanisme kick-out de la diffusion substitutionnelle-interstitielle (SID) a permis d'obtenir les paramètres de diffusion du Be sous forme de loi d'Arrhenius. Le modèle utilisant des interstitiels de Be neutres a donné des meilleurs ajustements des profils de diffusion que celui faisant intervenir des interstitiels de Be chargés une fois positivement. Les effets du champ électrique induit par le processus de diffusion et du niveau de Fermi ainsi que les montées de dislocations ont été pris en compte dans les simulations. L'influence du fort dopage initial en Be et la formation de défauts étendus ont également été considérés. Dans le cas de l'hétérojonction, une légère accumulation du Be aux interfaces INGAAS/INGAASP a été détectée au SIMS. La présence de ces derniers a nécessité la prise en compte de conditions aux limites supplémentaires en faisant intervenir des coefficients d'hétérointerfaces. Par ailleurs, une importante activation du Be a été mesurée dans l'INGAAS au Polaron ainsi que la mise en évidence de l'efficacité d'une nouvelle solution électrolytique (EDTA/éthylènediamine) pour l'analyse Polaron de ce matériau.