Etude des proprietes optiques de multicouches a-si : h/a-sio#2

par JEAN-MANUEL QUIROGA

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de ETIENNE BUSTARRET.

Soutenue en 1998

à Grenoble 1 .

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  • Résumé

    L'etude porte sur les proprietes optiques de puits nanometriques multiples a-si:h/a-sio#2 elabores par pecvd (he+sih#4+o#2). Les caracteristiques des materiaux de reference sont determinees par diverses techniques de spectroscopie optique. Nous montrons la necessite de simuler les spectres en tenant compte des reflexions multiples afin d'eviter des erreurs importantes sur la valeur du coefficient d'absorption. Des mesures in situ de la teneur en oxygene dans le plasma nous ont permis de determiner une procedure de depot des multicouches reduisant la largeur des interfaces. La modulation de la composition chimique dans l'epaisseur est observee par des mesures de met, de rayons x et de spectrometrie infrarouge. La simulation des spectres de transmission infrarouge de la multicouche consideree comme un milieu effectif montre que l'interface a-sio#2/a-si:h est la plus large. La variation de l'epaisseur des motifs pour des series de multicouches de largeur de puits (d#a#-#s#i#:#h) ou de barriere constante permet d'elaborer des profils-modele de la composition d'oxygene en epaisseur x(d) en tenant compte de la reduction de la couche de silice et de l'oxydation de celle du silicium amorphe par le plasma lors du depot des couches ulterieures. Nous presentons enfin les mesures d'absorption et de photoluminescence des multicouches. La reduction de la largeur du puits conduit a une augmentation apparente du gap (e#g) mais une analyse plus fine s'appuyant sur le modele physico-chimique montre que la valeur apparente de e#g ne correspond pas a la separation minimale entre les bandes de valence et de conduction. Une emission de lumiere visible a l'il a temperature ambiante est observee pour des largeurs de puits nominales inferieures a 20a. Contrairement aux predictions du modele de confinement quantique, la position du pic de photoluminescence est independante de d#a#-#s#i#:#h. Nous concluons que la presence de sous-oxydes au fond du puits est a l'origine de l'emission observee.


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  • Détails : 227 P.
  • Annexes : 184 REF.

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