Etude structurale du silicium poreux de type p par diffraction haute resolution des rayons x

par DENIS BUTTARD

Thèse de doctorat en Physique - Chimie

Sous la direction de GERARD DOLINO.

Soutenue en 1997

à Grenoble 1 .

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  • Résumé

    La premiere partie de ce travail a ete consacree a l'etude, par diffraction des rayons x, des deformations engendrees par des effets de surface. Nous avons notamment mis en evidence, grace a des mesures in situ sous ultra vide, que la dilatation qui existe pour un echantillon fraichement prepare est due aux liaisons si-h#x presentes a la surface des cristallites de silicium. Nous avons d'autre part etudie la passivation du silicium poreux par oxydation des cristallites de silicium qui se traduit par une dilatation supplementaire a la dilatation originelle du parametre de maille cristallin. Le remplissage des pores par un depot de germanium a enfin ete etudie, montrant une epitaxie du germanium jusqu'au fond des pores. La deuxieme partie de ce travail de these presente les mesures de diffusion diffuse aux pieds des pics de bragg, et les informations structurales qui en resultent, pour des echantillons fraichement prepares. Pourles couches de type p#-, les cristallites sont isotropes avec un diametre de l'ordre de 3 nm. Les couches de type p#+ se presentent de maniere differente avec des cristallites anisotropes de 10 nm diametre. Une contribution isotrope peu intense analogue au p#- est aussi presente, ce qui suggere la presence de petits objets egalement dans le p#+. La derniere partie de ce travail regroupe l'etude des couches minces et des super-reseaux de silicium poreux, par diffraction et reflectivite des rayons x. Une analyse quantitative des donnees a ete realisee systematiquement par simulation numerique. Les couches minces sont de bonne qualite bien cristallines et la rugosite des interfaces reste faible. Un resultat important est l'existence d'une couche de transition de 10-20 nm a l'interface poreux/massif, ainsi que la presence d'un film de surface de faible porosite dans le cas du materiau de type p#+. L'analyse des super-reseaux demontre leur bonne qualite, qui se manifeste par la presence de pics satellites tres fins associe a la super-structure. Le changement de porosite entre les couches s'etale ici encore sur une zone de transition de l'ordre de 14 nm.


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  • Détails : 193 P.
  • Annexes : 63 REF.

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