Transistors à haute mobilité électronique InAlN/GaN et AlGaAs/InGaAs : Simulation et comparaison des performances électriques.

Abstract

Les transistors à haute mobilité électronique (HEMTs) à base de semiconducteurs III-V constituent une filière privilégiée pour l’amplification de puissance dans les gammes des fréquences micro-ondes et millimétriques. Les propriétés physiques exceptionnelles du nitrure de gallium, telles que la tension de claquage élevée, la grande vitesse de saturation des électrons, leur grande mobilité et leur grande densité dans le gaz 2DEG sont à l’origine des performances obtenues avec les dispositifs à base de GaN, comparées aux autres technologies basées sur les autres semiconducteurs III-V. Ces transistors sont les plus étudiés actuellement pour leurs performances en grande puissance, haute température et en hyperfréquence. Notre thèse de doctorat consistait à simuler et caractériser des transistors HEMTs InAlN/GaN sur substrat SiC et AlGaAs/InGaAs sur substrat GaAs, pour comparer leurs performances. Nous avons utilisé une faible épaisseur de barrière et de très courtes longueurs de grille couverte d’un oxyde pour minimiser l’effet de fuite. Nous avons simulé les performances des deux transistors pour les différents paramètres qui peuvent varier afin de les optimiser et obtenir une amélioration significative des caractéristiques. La simulation a été faite en régime statique, en régime dynamique à faibles signaux et forts signaux, et aussi dans le régime transitoire.