Etude de structures MS et MIS-(n)InP par photoluminescence : effet du champ électrique

Photoluminescence study of ms and mis-(n)inp structures : effect of the electrical field

• Auteur / Autrice : Ali Ahaitouf
• Direction : Armand Bath
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique
• Date : Soutenance en 1992
• Etablissement(s) : Metz

Mots clés

Mots clés contrôlés

Photoluminescence

Diodes à barrière de Schottky

Phosphure d'indium

Résumé

Le phosphure d'indium (InP) est un semiconducteur composé III-V très attractif pour des applications dans les domaines de l'optoélectronique, des hyperfréquences et aussi pour la fabrication de circuits intégrés rapides. Ceci explique l'intense activité de recherche qui s'est développée autour de ce composé. Le travail présenté dans ce mémoire concerne l'étude par photoluminescence, en présence d'un champ électrique, de structures métal/semiconducteur (MS) et métal/isolant/semiconducteur (MIS). Des diodes schottky et schottky oxydées ont été étudiées. La comparaison des caractéristiques de ces deux structures montre que l'oxydation s'accompagne de l'introduction d'états de surface ou d'interface. Ces défauts peuvent être à l'origine d'un blocage au moins partiel du niveau de fermi à la surface. En particulier, pour les structures oxydées dans un plasma multipolaire d'oxygène, les mesures de photoluminescence permettent de montrer que la hauteur de la barrière schottky déduite de la caractéristique courant-tension doit être considérée comme une barrière apparente. Sur des structures MIS ou l'isolant est un oxyde plasma Rf, une étude détaillée de l'intensité de photoluminescence en dépletion montre que la vitesse de recombinaison en surface est faible. Pour décrire l'évolution de l'intensité de photoluminescence Ip(Vg) en régime d'accumulation, un modèle est proposé et discuté. Enfin une étude préliminaire sur des structures métal/Bn/InP est présentée

InP is an attractive III-V compound semiconductor for optoelectronics and high frequency devices, and for high-speed integrated circuits. That explains the extensive researches developed about this compound. In this work, measurements of the band-edge photoluminescence intensity under electrical field are used to characterize metal/semiconductor MS and metal/insulator/semiconductor MIS structures on n-InP. Schottky and oxidized Schottky diodes were studied. Comparison of measured characteristics of these two types of samples shows that the oxydation introduces surface or interface states. These defects can be responsible for at least a partiel pinnig of the surface Fermi level. In the case of oxidized Schottky diodes, using multipolar plasma, the photoluminescence measurements show that the schottky barrier height, deduced from the current-voltage characteristic, must be considered as an effective barrier. For MIS structures obtained by growing native oxide by a plasma bilayer technique, a detailed photoluminescence study in reserve bias region was performed and, by comparison of theoretical curves and experimental results, it is concluded that the surface recombinaison velocity is small. To describe the behaviour of the photoluminescence intensity in accumulation, a model is proposed and discussed. Finally a preliminary study of metal/BN/InP structures is presented