Etude de dispositifs electroniques en silicium amorphe hydrogene sous fort champ electrique : application a la detection nucleaire

par Adelina Ilie

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de B. EQUER.

Soutenue en 1996

à Paris 11 .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    Ce travail a eu comme objectif le developpement, l'etude et l'optimisation de dispositifs electroniques en silicium amorphe hydrogene (a-si:h) destines a la detection de rayonnement ionisant. Des dispositifs p-i-n(et derives), epais (dizaines de microns), capables de supporter de forts champs electriques (jusqu'a 10#6 v/cm), tout en gardant des courants de fuite faibles ( 10 na/cm#2 en desertion totale), ont ete proposes et developpes en utilisant le processus pecvd standard et sa variante a dilution he. Des problemes lies, a la fois, a l'application specifique en tant que detecteur, ainsi qu'a la physique fondamentale du a-si:h ont ete abordes: (i) le profil de champ electrique interne des dispositifs polarises en inverse a ete etudie en utilisant une technique experimentale originale, ayant comme principe la dependance de la charge de desertion en fonction de la polarisation inverse appliquee. (ii) l'etude du courant de fuite des p-i-n a mis en evidence les regimes de desertion, generation thermique assistee par le champ et injection electronique a travers la couche p. L'effet du champ electrique sur la generation thermique de porteurs a ete modelise a travers les mecanismes poole-frenkel et tunnel, en considerant le couplage electron-phonon et la statistique des etats correles. L'influence des mecanismes non-standard, comme la relaxation de defauts, l'abaissement du seuil de mobilite, etc est discutee. (iii) nous avons observe un phenomene metastable nouveau, de formage de dispositifs, induit par l'action prolongee dans le temps d'un fort champ electrique, et caracterise par une forte amelioration de leurs proprietes opto- electroniques. Le mecanisme principal responsable du formage semble etre une activation du dopage de la couche p. (iv) enfin, une figure de merite sous rayonnement ionisant du a-si:h est tracee. Les dispositifs epais sont stables, presentant une bonne efficacite de collection a fort champ. Nous avons montre qu'avec des p-i-n de 20-50 microns on peut detecter la totalite des particules alpha et beta existantes. A travers un convertisseur approprie, la detection de neutrons devient ainsi envisageable

  • Titre traduit

    Study of hydrogenated amorphous silicon devices under high electric field conditions: application to nuclear radiation detection


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Informations

  • Détails : 259 P.
  • Annexes : 143 REF.

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Accessible pour le PEB
  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH2014-012784
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