DE L`INGENIEUR Thèse de Doctorat Sur le thème Modélisation du

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE
MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE
UNIVERSITE ABOU BAKR BELKAID TLEMCEN
FACULTE DES SCIENCES
DE L’INGENIEUR
DEPARTEMENT GENIE-ELECTRIQUE
ELECTRONIQUE
Thèse de Doctorat
Sur le thème
Modélisation du transport des porteurs de charge dans les
dispositifs actifs MESFET, MOSFET à base de GaInP par la
méthode de Monte Carlo
Présentée et soutenue publiquement Pour l’obtention du diplôme de Docteur en Electronique
Spécialité : Micro-électronique
Par :
Mr MASSOUM.NOURDINE
En 2014 devant les membres du jury :
F.BREKSI-REGUIG
Professeur à l’université de Tlemcen
Président
B.BOUAZZA
Maitre de conférences à l’université de Tlemcen
Directeur de thèse
A.KADDOUN
Professeur à l’université de Sidi Bel Abbes
Examinateur
MmeC.SAYAH
Maitre de conférences à l’université de Ain Témouchent
Examinateur
MmeA.Guen.BOUAZZA
Maitre de conférences à l’université de Tlemcen
Examinateur

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Dédicace
Avec toute mon affection
Ma profonde reconnaissance
Je dédie ce modeste travail
A mon adorable petite ange Ilef
-mon père, mon frère abdmajid que dieu bénisse leur âme
-ma mère qui a sacrifié ce quelle avait de plus cher pour m’éclairer le chemin de la
vie
-mon frère abdelhafid pour sa gentillesse et pour son aide édifiante
-et spécialement mon frère mohamed pour son soutien moral permanent et ses
encouragements incessants que dieu bénisse son âme
-mes très chers enfants Mohamed tarek, Kawther, Assaouir, Meriem, Ilef ainsi que
leur mère
-mes sœurs, nièces (spécialement ines et maisa), neveux, beaux-frères et
formidables belles-sœurs
Et enfin à tous ceux qui ont sacrifié leurs temps pour la science, et à tous
ceux qui utilisent la science pour le bien et la prospérité de l’humanité.
Nordine Massoum

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Remerciements
Ce travail a été effectué, grâce à Dieu tout puisant, au sein de la faculté des Sciences
de l’Université Abou Bekr Belkaid de TLEMCEN.
Mes remerciements vont en particulier à Monsieur Benyounes Bouazza, Maitre de
conférence à l’université de Tlemcen pour avoir accepter de m’encadrer ainsi que pour ses
compétences scientifiques, il a toujours été là pour me redonner le petit coup de pouce qui
me manquait, aussi pour son aide afin de traiter les formes logistiques et administratives liés
à cette thèse, ses conseils et ses qualités humaines m’ont permis de mener à bien ce travail.
J’adresse également mes plus vifs remerciements à Monsieur f.Briksi-Reguig
professeur à l’université de Tlemcen d’avoir accepté de présidé le jury de ma thèse et pour sa
gentillesse de me transmettre ses connaissances durant l’année théorique.
J’exprime toute ma gratitude à Monsieur Kaddoun, Professeur à l’Université de Sidi
bel abbés d'avoir accepté de participer à ce jury. Il nous a honorés par sa présence.
Mes remerciements vont également à Madame sayah chokria, qui à accepté de
participer à ce jury. Et je n’oublie pas sa disponibilité et son enthousiasme qui m’ont donné
confiance pour persévérer dans cette voie,
Merci enfin à Madame A. Guen Bouazza d’avoir rendu possible cette thèse et s’être
toujours montré Gentille et Agréable avec Ses judicieuses remarques, notamment tous ce qui
en rapport avec les composants actifs
Je tiens également à remercier très sincèrement GHAFFOUR KHEIR DINE, Je le
remercie également pour l’apport qu'il m’a apporté de son expérience et ses compétences
scientifiques Soyez assuré, monsieur, de mon plus profond respect.

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Je terminerai par remercier Mr Hamdoun avec qui j’ai découvert la proximité
intellectuelle et le plaisir de l'échange est toujours présent.
J'adresse ma dernière pensée à mes proches qui constituent un soutien fondamental
et à qui je témoigne toute mon affection.
Enfin, je remercie chaleureusement et sans "limite" ma très chère mère de m'avoir,
soutenu, de m'avoir tant apporté et aussi pour tout ce qu'elle m'apportera encore et encore.
Ma gratitude va également vers mon épouse de m'avoir supporté, de m'avoir fait
oublier les tracas de la vie

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Table des matières
INTRODUCTION GENERALE....................................................18
CHAPITRE I……………………………………………………...21
Les Matériaux Semi-conducteurs III-V.........................................21
I-1 INTRODUCTION:........................................................................................................................... 22
I-2 DEFINITION DES SEMI-CONDUCTEURS III-V:........................................................................................... 22
I-3 Les composés binaires, ternaires et quaternaires des Semi-conducteur III-V:............................ 23
I-3-1 Les composes binaires: ......................................................................................................... 23
I-3-2 Les composés ternaires et quaternaires :............................................................................. 24
I-4 Structure cristalline...................................................................................................................... 25
I-5 Structure de bande ...................................................................................................................... 27
I-6 Champ de claquage...................................................................................................................... 28
I-7 Densité de porteurs intrinsèques................................................................................................. 28
I-8 Mobilité et vitesse des porteurs .................................................................................................. 29
I-9 Conductivité thermique ............................................................................................................... 30
I-10 Propriétés physiques et électriques........................................................................................... 31
I-11 Conclusion.................................................................................................................................. 31
CHAPITRE II ................................................................................33
Transport De Charge Dans Les Semi-conducteurs......................33
II-1 INTRODUCTION ........................................................................................................................... 34
II-2 La dynamique des électrons: ...................................................................................................... 36
II-3 Longueurs caractéristiques ......................................................................................................... 38
II-3-1 Longueur d'onde électronique de Fermi ............................................................................. 38
II-3-2 Libre parcours moyen élastique et inélastique.................................................................... 39
II-4 Transport électronique ............................................................................................................... 39
II-4-1 Quelques notions sur le transport ....................................................................................... 39
II-4-2 Définition de la mobilité ...................................................................................................... 39
II-5 Transport classique, Modèle de Drude/Boltzman ...................................................................... 40
II-6 Modèle de Boltzmann................................................................................................................. 42
II-7 Transport électronique en régime stationnaire.......................................................................... 46
II-8 Transport électronique non-stationnaire ................................................................................... 46