Utilisation in-situ d'une sonde de Kelvin pour l'étude du dopage et des profils de potentiel dans le silicium amorphe hydrogéné (a-Si : H)

par Jean-Marie Siefert

Thèse de doctorat en Physique du solide

Sous la direction de Gilles de Rosny.

Soutenue en 1986

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .


  • Résumé

    Cette thèse montre comment des mesures in situ de potentiel de surface à l'aide d'une sonde de Kelvin, couplées au dépôt par plasma de silane de couches minces de silicium amorphe hydrogéné (a-Si:H) permettent de déterminer la position du niveau de Fermi en fonction du dopage et les profils de potentiel présents aux abords des jonctions à base de a-Si:H. Les densités d'états localisés de volume et de surface sont déduites pour une large gamme de dopages au phosphore et au bore. La densité d'états profonds de volume est de l'ordre de 5x1016cm-3 dans les échantillons non dopés. Elle augmente avec le dopage. Une faible valeur de la densité d'états de surface est obtenue, de l'ordre de 5x1011 cm-2 eV-1, quel que soit le niveau de dopage. Cette valeur augmente, suite à divers traitements de surface (oxydation, plasma d'argon). L'étude des photovoltages spectroscopiques est également abordée, en particulier in situ. Il est montré que les zones de charge d'espace et la profondeur de pénétration des photons sont des éléments essentiels pour leur compréhension.

  • Titre traduit

    In situ use of a Kelvin probe for studying doping and potential profiles in amorphous hydrogenated silicon


  • Résumé

    This thesis shows how in situ surface potential measurements by means of a Kelvin probe, combined with the plasma deposition of hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) thin films, allow a determination of the Fermi level position as a function of doping and of the potential profiles at a-Si:H based junctions. The densities of bulk and surface localized states are deduced for large phosphorus and boron doping ranges. The density of deep bulk states is about 5x1016cm-3 in undoped samples, and it increases with doping. A low value cf the density of surface states is found, about 5x1011 cm-2 eV-1 independant of doping. This value increases, due to surface treatments (oxidation, argon plasma). Spectroscopic photovoltages are also studied, particularly in situ. It is shown that space charge layers and photons penetration depths are essential elements for their understanding.

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La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (222 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 217-222

Où se trouve cette thèse\u00a0?

  • Bibliothèque : Université Paris-Saclay (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(1986)162
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