Etude de la phase initiale de croissance d'agrégats de silicium dans un plasma argon-silane : application à la croissance de couches minces de silicium nanostructurées

par Stéphanie Huet

Thèse de doctorat en Physique des gaz et des plasmas

Sous la direction de Laïfa Boufendi.

Soutenue en 2001

à Orléans .

  • Titre traduit

    Study of the first growth phase of silicon aggregates in argon-silane plasma : application to grow nanostructured silicon thin films


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  • Résumé

    Ce travail porte sur l'étude de la phase initiale de croissance d'agrégats de silicium dans un plasma argon-silane utilisé pour la croissance de couches minces de silicium nanostructurées ns-Si :H. L'objectif de cette étude est d'établir le lien entre la formation des nanoparticules en phase gazeuse dans le plasma et les propriétés des couches minces. L'apparition des poudres a été mise en évidence par différents diagnostics de la décharge et du plasma. L'analyse de l'impédance de la décharge RF a permis la détection des nanoparticules. Des mesures de spectroscopie d’émission montrent que dès le démarrage de la coalescence de celles-ci les paramètres du plasma tels que densité et température électroniques, subissent aussi de fortes modifications. Une forte corrélation existe entre le processus de croissance des particules dans le plasma et les propriétés opto-électroniques des couches ns-Si :H. La structure et la morphologie des couches ns-Si :H déposées ont été étudiées en fonction de la durée du plasma (TON) et de la température des gaz (TG). Les échantillons obtenus ont été analysés par différentes techniques (AFM, XPS, ellipsométrie, conductivité électrique, exodiffusion, etc ). Ces films sont constitués d'une matrice amorphe de silicium dans laquelle sont incrustées des nanoparticules cristallines (MET et METHR). Des mesures de spectroscopie Raman ont permis de déterminer la taille et la fraction volumique des cristallites, ainsi que la température de surface atteinte par l'échantillon durant l'analyse Raman. L'importance de l'enregistrement des spectres Raman à une puissance laser, qui ne produit aucune modification de structure sur l'échantillon a été mise en évidence. La cristallisation des films a aussi été étudiée. La décroissance du seuil de cristallisation lorsque TON augmente et TG diminue confirme la forte corrélation entre la structure nanostructurée du film et la cinétique de croissance des particules.

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Informations

  • Détails : 197 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Notes bibliogr.

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  • Bibliothèque : Université d'Orléans. Service commun de la documentation.Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS 19-2001-34
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