Etude et réalisation de structure à base de silicium poreux en vue de la détection de gaz

par Vladimir Polischuk

Thèse de doctorat en Sciences. Dispositifs de l'électronique intégrée

Sous la direction de Eliane Souteyrand.

Soutenue en 1999

à l'Ecully, Ecole centrale de Lyon .


  • Résumé

    Ce travail de thèse visait à étudier les potentialités du silicium poreux comme support d'un élément sensible pour les capteurs de gaz. Afin de comprendre les mécanismes de formation du silicium poreux nous avons eu recours à l'électrochimie fondamentale de silicium. Ainsi, les mesures I-V de l'interface silicium/solution d'acide fluorhydrique ont mis en évidence deux mécanismes compétitifs : la formation électrochimique de l'oxyde de silicium et sa dissolution par HF. De même, la nature de l'oxyde de silicium est discutée dans le cadre des diagrammes d'équilibres tension-ph du système silicium-eau. Dans le but de développer de nouveaux capteurs de gaz, nous avons élaboré des couches de silicium poreux modifiées ultérieurement par un métal catalytique. Dans le cas des structures de type diode (Pd/Sp/Si), l'épaisseur de la couche de silicium poreux contrôle les processus de transport de courant. La quantité du palladium déposée influe beaucoup sur la sensibilité des structures sous gaz. Ainsi, ce sont les structures avec une couche ultramince de palladium qui présentent les meilleures réponses à l'hydrogène. En s'appuyant sur le modelé d'une hétérojonction métal/silicium poreux/si ayant une couche mince de silicium poreux, nous avons relie ce phénomène a la variation des porteurs libres de la zone de charge d'espace du silicium. La mesure de la différence de potentiel de contact nous a permis d'étudier l'effet de l'adsorption d'hydrogène sur la surface de palladium supporte sur du silicium poreux. Malgré nos attentes, les structures a base du silicium poreux ont montré une faible amélioration de la sensibilité par rapport aux structures traditionnelles Pd/SiO2/Si. Par contre, elles étaient plus performantes en ce qui concerne la cinétique, donc le temps de réponse deux fois plus rapide.

  • Titre traduit

    Study and realisation of the structures based on porous silicon for gas detection


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Informations

  • Détails : 1 vol. (122 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliographie en fin de chapitre

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