Caracterisations electriques et optiques d'heterostructures et de nanostructures de semiconducteurs iv-iv (sige, sigec) sur silicium

par MURIELLE SERPENTINI

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Georges Brémond.

Soutenue en 1998

à Clermont Ferrand 2 .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    Les heterostructures si#1##xge#x/si permettent de developper une ingenierie de bande interdite basee sur la discontinuite de bande entre l'alliage si#1##xge#x et le si. Leur utilisation vise a ameliorer les performances de dispositifs pour la micro-electronique (tbh, modfet) et pour l'optoelectronique (detecteurs optiques). Mais il existe deux limitations majeures inherentes a l'alliage si#1##xge#x : l'apparition de dislocations a partir d'une certaine epaisseur critique de la couche et le faible rendement quantique du a la structure de bande indirecte. Pour resoudre ces problemes, deux solutions sont proposees : l'incorporation du carbone en site substitutionnel dans l'alliage si#1##xge#x pour reduire la contrainte et augmenter l'epaisseur critique et la formation de nanostructures de ge pour accroitre le rendement optique. Notre travail a consiste a caracteriser ces nouvelles heterostructures par photoluminescence, caracteristiques courant-tension (i-v), capacite-tension (c-v) et dlts (deep level transient spectroscopy) pour contribuer a l'optimisation de leurs conditions de croissances et a la connaissance de leurs proprietes electroniques. Nous avons d'abord etudie des heterojonctions sigec/si par photoluminescence. L'incorporation du carbone en site substitutionnel dans l'alliage si#1##xge#x aboutit a une diminution effective de la contrainte introduite par le ge et conserve les caracteristiques electroniques liees a l'utilisation de l'heterojonction si#1##xge#x/si. Une etude des defauts profonds et des proprietes electroniques a ete effectuee dans des diodes schottky w/sigec-p epitaxiees par rtcdv. Un effet de compensation electrique du dopant probablement du a un defaut associe au carbone interstitiel a ete observe et trois familles de defauts profonds a trous ont ete detectees par dlts. Nous avons enfin etudie par photoluminescence la qualite optique de nanostructures de ge obtenues par le mode stanski-krastanov sur une surface vicinale orientee (118). Nous avons analyse l'influence des parametres de croissance (orientation du substrat, couche tampon ondulee, temperature de depot du ge) sur la taille et l'homogeneite des ilots 3d de ge. Enfin, nous avons montre que l'alignement des bandes etait de type ii et que la luminescence relative aux ilots de ge persiste jusqu'a 300 k.


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  • Détails : 144 P.
  • Annexes : 83 REF.

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  • Bibliothèque : Bibliothèque Clermont Université (Aubière). Section Sciences et Techniques.
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