INTRODUCTION AUX MICRO ONDES

Le MESFET fut le premier composant à être fabriqué. Mead proposa en premier
lieu de remplacer le Silicium des premiers FETs par un semi-conducteur tel que
l'Arséniure de Gallium (AsGa). Cette évolution au niveau matériau a permis
l'utilisation des MESFETs aux fréquences microondes. Les premiers résultats en
puissance obtenus avec un MESFET datent de 1994. La structure d'un transistor à
effet de champ est représentée par la Figure III-1.
Figure III-1 : Vue en coupe d'un MESFET SiC
En partant du bas de la Figure III-1, il apparaît tout d'abord un substrat mono
cristallin en SiC qui doit être le moins conducteur possible. Il ne joue aucun rôle
électrique mais constitue essentiellement un support mécanique pour le reste du
composant. Sur ce substrat, une fine couche active dopée N est insérée, soit par
épitaxie, soit par implantation ionique. Deux zones fortement dopées N + , l'une sous
l'électrode de drain, l'autre sous l'électrode de source sont habituellement rajoutées à
la structure par une nouvelle implantation ou par un procédé de diffusion. Elles
permettent de réduire les résistances de contact, néfastes pour les performances du
composant. Les propriétés électriques de la structure sont généralement améliorées
par la présence d'une couche tampon faiblement dopée entre la couche active et le
substrat. Son épaisseur est de quelques microns. Elle évite la migration d'ions au
niveau de l'interface et préserve la valeur de la mobilité des porteurs dans cette
région. Enfin, trois contacts par dépôt de film métallique sous vide sont réalisés. Les
deux extrêmes forment les électrodes de source et de drain. Le contact est de nature
ohmique. Celui de l'électrode de grille est de type Schottky.
De plus, sur la Figure III-1, les principales dimensions géométriques sont
représentées. La petite dimension de contact de grille Lg est appelée par convention
longueur de grille du transistor. Elle détermine en grande partie la fréquence
maximale d'utilisation du transistor. Pour les composants hyperfréquences elle est
souvent inférieure à 1 µm. La deuxième dimension est la largeur de grille W et elle
rend compte de la taille du transistor. Sa dimension typique est de l'ordre de 50 à
1000 fois celle de Lg. L'épaisseur « a » de la couche active est généralement de 0.2
µm à 0.4 µm.