Dopage au bore a partir de la phase vapeur : etude comparative des couches minces polycristallines et monocristallinesde diamant

par JOSIANE MAMROU

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Alain Deneuville.

Soutenue en 1997

à l'Université Joseph Fourier (Grenoble) .

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  • Résumé

    Le diamant est un semi-conducteur tres prometteur pour les applications electroniques a haute temperature et de forte puissance. Neanmoins, pour optimiser les performances des dispositifs electroniques actuels, il est indispensable de mieux connaitre et de minimiser la concentration des defauts residuels qui limitent l'efficacite du dopage. Pour cela, nous avons elabore des couches minces de diamant dopees au bore, et etudie l'influence de l'incorporation de bore sur les proprietes du diamant et sur les defauts natifs. La caracterisation des couches s'est faite par differentes techniques : microscopie electronique a balayage (meb), absorption infrarouge (ir), diffusion raman, resonance paramagnetique electronique (rpe), diffraction x, et mesures electriques i(v,t). Les resultats obtenus montrent que les couches polycristallines et monocristallines de diamant ont un comportement similaire, ce qui indique une influence faible des joints de grains. Les mesures de diffusion raman, de diffraction x et de rpe ont montre que l'incorporation de bore dans les couches polycristallines (jusqu'a quelques 10#1#9 cm#-#3) decroit la concentration de defauts natifs. Dans cette gamme de dopage, la qualite des films homoepitaxies est meilleure que celle du substrat. Les mesures d'absorption infrarouge a 300k ont permis de calculer la concentration en bore dans la phase solide, et de mettre en evidence l'inhomogeneite de l'incorporation de bore dans les couches polycristallines. Les faibles concentrations de defauts de type n compensateurs (< quelques 10#1#5 cm#-#3) ont ete deduites des mesures de resistivites et de leurs energies d'activation a haute temperature. Ce dernier resultat est tres prometteur pour les applications electroniques.

  • Titre traduit

    Boron doping by chemical vapor deposition : comparison of polycrystalline and monocrystalline diamond films


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Informations

  • Détails : 205 P.
  • Annexes : 116 REF.

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