Etude de couches minces de carbure de silicium nanocristallin hydrogene obtenues par pulverisation reactive magnetron sous plasma d'hydrogene pur

par SEBASTIEN KERDILES

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de RICHARD RIZK.

Soutenue en 2000

à Caen .

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  • Résumé

    Ce travail porte sur l'elaboration et l'etude des proprietes structurales, optiques et electriques de films minces de carbure de silicium nanocristallin hydrogene (nc-sic : h) obtenus directement par co-pulverisation reactive de silicium et de carbone, sous plasma d'hydrogene pur. L'analyse d'une premiere serie de films deposes a 730\c avec differentes proportions de carbone pulverise, a mis en evidence un seuil en deca duquel l'incorporation de carbone reste faible et conduit a la fabrication de couches essentiellement constituees de cristallites si. En revanche, au dela de la valeur seuil, la concentration de carbone incorpore dans les films atteint et depasse meme legerement 50 at. %. Les echantillons sont alors composes de nanograins de sic avec une fraction cristalline proche de 70%. Ensuite, une seconde serie d'echantillons a ete deposee a des temperatures comprises entre 100 et 600\c. Des films de nc-sic : h quasi-stchiometrique ont pu etre obtenus a une temperature aussi basse que 300\c, un record en matiere de depot direct par pulverisation reactive. Lorsque la temperature de depot a atteint 600\c, la fraction cristalline, egale a 38% des 300\c, s'est trouvee accrue jusqu'a 60%, simultanement a une diminution de la teneur en hydrogene des couches. L'evolution des proprietes optiques et electriques de ces dernieres s'est revelee coherente avec la transition de l'etat amorphe a un etat de plus en plus cristallise lorsque la temperature de depot atteint et depasse 300\c. Ainsi, le gap optique de tauc, gouverne par le rapport c/si, a ete trouve constant et proche de 2,8 ev alors que l'indice de refraction progressant de 1,9 a 2,4 et la conductivite gagnant 5 ordres de grandeur semblent refleter la qualite croissante des couches. Enfin, des diodes a heterojonction du type nc-sic : h (type n) / c-si (type p) ont ete fabriquees a partir de couches deposees a 600\c et ont montre des proprietes de redressement encourageantes.

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Informations

  • Détails : 147 p.
  • Annexes : 152 ref.

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  • Bibliothèque : Université de Caen Normandie. Bibliothèque universitaire Sciences - STAPS.
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