Aspects structuraux et electriques de l'implantation ionique de bore dans des couches de diamant

par Frédéric Fontaine

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de A. DENEUVILLE.

Soutenue en 1994

à Grenoble 1 .

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  • Résumé

    Le but de cette these est d'etudier les aspects structuraux et electriques de l'implantation ionique de bore dans des couches de diamant. La these debute par la presentation des techniques d'elaborations des couches et par l'etude de l'influence de quelques parametres experimentaux. Les notions de base de l'implantation ionique et un rapide historique de l'application de cette technique au diamant font l'objet du second chapitre. Dans le troisieme chapitre, les caracterisations structurales et electriques des couches non recuites dans un premier temps, puis recuites dans un deuxieme temps, montrent la stabilite de leurs proprietes intrinseques. L'influence de l'implantation ionique de bore sur les proprietes structurales et electriques de couches non recuites est etudiee au quatrieme chapitre. Nous montrons qu'il existe une dose d'implantation seuil, au dela de laquelle la zone implantee subit une transformation de phase, du diamant vers le carbone amorphe. Le signal rpe etroit provient de defauts situes dans le volume des cristallites et le signal rpe large provient de defauts situes aux joints de grains. La methode de recuit par encapsulation de nitrure de silicium est presentee au cinquieme chapitre. Cette technique permet de recuire les couches de diamant sous argon a 1300c pendant au moins 6 heures, tout en conservant l'integrite de la couche. Dans le dernier chapitre, nous menons l'etude de l'influence du recuit sur les couches implantees. Nous montrons que les atomes de bore ne diffusent pas, puis que la guerison des defauts d'implantation est suffisante pour permettre le dopage des couches de diamant. Nous terminons en developpant un modele de la compensation prenant en compte l'ionisation partielle de niveau compensateur ainsi que l'existence d'un facteur de degenerescence nettement plus eleve que sa valeur classique


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Informations

  • Détails : 198 P.
  • Annexes : 127 REF.

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