Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Les hétérostructures semi-conducteurs sont devenues incontournables dans le développement de la nanoélectronique et la nanophotonique. Cet article propose un tour d’horizon de ces composants à hétérostructures et des domaines couverts par leurs applications. Tout récemment, l'obtention d'interfaces de grande qualité permet d'atteindre une précision de l'ordre de la demi-couche atomique. Les exemples retenus illustrent parfaitement l'intérêt de ces structures hors normes : transistors bipolaires à hétérojonctions, effet tunnel résonnant interbande, lasers à cascade quantique. L'article s'ouvre pour terminer sur le confinement multiple avec les hétérostructures bi et tri-dimensionnelles
Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.
Lire l’articleABSTRACT
Semiconductor heterostructures have become indispensable to the development of nanoelectronics and nanophotonics. This article provides an overview of these heterostructure components and the fields covered by their applications. Most recently, the use of high quality interfaces has achieved accuracy in the order of a half mono-layer. The selected examples fully demonstrate the importance of these extraordinary structures: heterojunction bipolar transistors (HBT), resonant interband tunneling, quantum cascade lasers (QCLs). The article concludes with a presentation of the multiple containment of two and three-dimensional heterostructures.
Auteur(s)
INTRODUCTION
Les hétérostructures semi-conductrices sont devenues incontournables dans le développement de la nanoélectronique et de la nanophotonique, impliquant l'émergence d'une nouvelle classe de dispositifs basée sur l'exploitation quasi systématique de la nature ondulatoire des particules.
L'expertise technique et scientifique de référence
DOI (Digital Object Identifier)
CET ARTICLE SE TROUVE ÉGALEMENT DANS :
Accueil > Ressources documentaires > Sciences fondamentales > Nanosciences et nanotechnologies > Nanotechnologies pour l'électronique, l'optique et la photonique > Composants à hétérostructures : applications en nanoélectronique et nanophotonique > Propriétés des hétérostructures unidimensionnelles
Cet article fait partie de l’offre
Nanosciences et nanotechnologies
(151 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Présentation
Applications en nanoélectronique et nanophotonique2. Propriétés des hétérostructures unidimensionnelles
2.1 Hétérostructures simples
Associer des matériaux différents et assurer une bonne qualité d'interface reste un défi technologique majeur. Il est connu depuis longtemps qu'un contact métallique sur GaAs est de bien meilleure qualité que sur silicium, d'où le développement des transistors MESFET puis HEMT sur matériaux III-V. Maîtriser de la même manière des hétéro-interfaces semi-conducteur-oxyde fut la priorité pour les transistors MOS, problématique qui revient à l'ordre du jour suite à l'introduction, au niveau des grilles, de nouveaux diélectriques à forte permittivité pour poursuivre la miniaturisation de ces transistors. De plus, au sein des composants, les hétérostructures semi-conductrices sont devenues incontournables pour optimiser les performances et poursuivre la course aux hautes fréquences.
MESFET : Metal Semi- conductor Field Effect Transistor
HEMT : High Electron Mobility Transistor
MOS : Metal Oxide Semiconductor
-
Ce sont, au premier ordre, les propriétés cristallines qui font la qualité d'une hétérostructure. L'accord de maille entre matériaux constitutifs est le gage d'une bonne hétéro-interface. Néanmoins, si l'on se limite à ce paramètre, en matériau III-V, le choix d'hétérostructures possibles reste limité : GaAs/AlxGa1 - x As sur substrat GaAs ou In0,53Ga0,47As/Al 0,48In0,52As sur substrat InP. Fort heureusement, comme généralement les dimensions des zones actives de composants diminuent, de légers désaccords de maille, de l'ordre du pour-cent, peuvent être supportés ; on parle alors d'hétérostructures « pseudo-morphiques ». L'un des semi-conducteurs est alors soit en tension, soit en compression mais, sur une épaisseur limitée (appelée longueur critique), l'ensemble conserve de bonnes propriétés électroniques.
Sur cette base, le choix de telle ou telle hétérostructure se fera sur les discontinuités de bande (conduction ou valence) que l'on peut obtenir et sur le type d'arrangement obtenu comme l'illustre la figure ...
L'expertise technique et scientifique de référence
Cet article fait partie de l’offre
Nanosciences et nanotechnologies
(151 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Propriétés des hétérostructures unidimensionnelles
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - GRIFFITH (Z.), RODWELL (M.J.W.), FANG (X.-M.), LOUBYCHEV (D.), WU (Y.), FASTENAU (J.M.), LIU (A.W.K) - InGaAs/InP DHBTs with 120-nm collector having simultaneously high fT ,
. - IEEE Electron Device Letters, 26(9), p. 530-2 (2005).
-
(2) - TSAI (M.-K.), TAN (S.-W.), YANG (Y.-J.), LOUR (W.-S.) - Improvements in direct-current characteristics of Al0,45Ga0,55As-GaAs digital-grade superlaticce emitter HBTs with reduced turn-on voltage by wet oxydation. - IEEE Transactions on Electron Devices, 50(2), p. 303-9 (2003).
-
(3) - GRIFFITH (Z.), DAHLSTRÖM (M.), URTEAGA (M.), RODWELL (M.J.W.), FANG (X.-M.), LUBYSHEV (D.), WU (Y.), FASTENAU (J.M.), LIU (W.K.) - InGaAs-InP Mesa DHBTs with simultaneously high fT and fmax and low Ccb/Ic ratio. - IEEE Electron Device Letters, 25(5), p. 250-2 (2004).
-
(4) - JING-YUH-CHEN, DER-FENG-CHUO, SHIOU-YING-CHENG, KUAN-MING-LEE, CHUN-YUAN-CHEN, HUNG-MING-CHUANG, SSU-YI-FU, WEN-CHAU-LIU - A new InP-InGaAs HBT with a superlattice-collector structure. - IEEE Electron Device Letters, 25(5), p. 244-6 (2004).
-
...
L'expertise technique et scientifique de référence
Cet article fait partie de l’offre
Nanosciences et nanotechnologies
(151 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
