Etude des degradations dans les diodes electroluminescentes n gaalas/p gaalas par spectroscopie de photoluminescence

par MOHAMMED AJROUDI

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de A. FORTINI.

Soutenue en 1992

à Caen .

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  • Résumé

    De nombreux dispositifs semiconducteurs actifs, en optoelectronique, tels que les hetero-structures emissives de type iii. V se degradent en fonctionnement sous l'effet du courant d'excitation. Les degradations se manifestent principalement par l'apparition de reseaux plus ou moins desordonnes de lignes noires qui ont ete identifiees par microscopie electronique comme des amas de dislocations dans les plans de glissement facile (111). La region active (p) de diodes emissives n-gaalas/p-gaalas soumises a de telles degradations a ete analysee par photoluminescence en balayage entre 4k et la temperature ambiante avec une resolution spatiale de 5 m. Une reduction tres importante de l'intensite, due a l'accroissement du taux de recombinaison non radiative, se produit a l'endroit des lignes noires ce qui permet de relever la cartographie en photoluminescence de la surface plus ou moins degradee des echantillons. Les spectres de photoluminescence a basse temperature dans les zones non degradees presentent une raie dominante de 1,913 ev identifiee a une transition donneur-accepteur, l'impurete acceptrice etant le zinc dopant intentionnel dans les zones actives des diodes. En s'approchant des zones degradees, cette raie disparait progressivement laissant apparaitre une nouvelle raie a une energie superieure de 1,928 ev, identifiee a une raie bande-accepteur, l'impurete acceptrice etant le carbone, dopant residuel des echantillons probablement du au processus de fabrication qui utilise des nacelles en graphite. La disparition du zinc au profit du carbone dans les zones degradees s'explique par la segregation des impuretes au voisinage des dislocations, beaucoup plus efficace pour le zinc que pour le carbone (leurs diffusivites respectives etant tres differentes). Un modele mathematique simple, base sur la theorie elastique connue de ces processus de segregations, conduit a des ordres de grandeurs compatibles avec les observations experimentales


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  • Annexes : 55 REF

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