Etudes structurales du silicium poreux par techniques de rayons x

par VIRGINIE CHAMARD

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de GERARD DOLINO.

Soutenue en 2000

à Grenoble 1 .

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  • Résumé

    L'objectif de cette these est d'etudier la structure du silicium poreux (sp) par des techniques de rayons x pour comprendre les mecanismes de formation. L'echelle nanometrique de la structure poreuse necessite des moyens d'investigation non destructifs et sensibles a cette echelle. De plus, le caractere cristallin connu dans le cas du type p, conduit naturellement a l'utilisation de la diffraction des rayons x pour tous types de sp. Ainsi, nous avons suivi in situ les deformations pendant la formation et la dissolution chimique du sp. Pour le type n, l'etude systematique en fonction du temps de formation, par diffraction et reflectivite de rayons x, completee par des mesures directes, montre deux types de materiaux : fabrique dans l'obscurite, la structure du sp est continue mais non homogene en profondeur et la formation presente trois phases distinctes dans le temps. Fabrique sous illumination, la structure, stratifiee, se compose d'un cratere au dessus de couches nanoporeuse et macroporeuse. La diffusion des rayons x est ensuite utilisee pour la caracterisation structurale des divers types de sp. Les reflectivites speculaire et hors speculaire permettent l'etude des interfaces de la couche. Pour le front d'attaque du type p, les mesures sont comparees au profil de la surface obtenu directement par microscopie a force atomique et profilometrie. Deux echelles de structure apparaissent : une echelle mesometrique ou l'interface n'evolue pas avec le temps d'attaque, pour une longueur de correlation autour de 100 nm et une echelle macroscopique ou des defauts apparaissent en cours d'attaque pour une longueur de correlation pouvant atteindre 600 nm. Finalement, la diffusion des rayons x en incidence rasante mesuree hors du plan conduit a une taille de particule de quelques nanometres de diametre, et une forte correlation dans le plan de la surface est systematiquement observee. La transition entre diffusion de surface et de volume est egalement mise en evidence.

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Informations

  • Détails : 198 p.
  • Annexes : 131 ref.

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  • Disponible pour le PEB
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