Croissance basse température de films minces de carbure de silicium nanocristallin : propriétés et performances d'hétérojonctions SiC/Si

par Héloïse Colder

Thèse de doctorat en Milieux denses et matériaux

Sous la direction de Richard Rizk.

Soutenue en 2005

à Caen .


  • Résumé

    Des films minces de SiC nanocristallin ont été obtenus à des températures TD comprises entre 200°C et 600°C par la co-pulvérisation de silicium et de carbone sous un plasma réactif d'hydrogène mélangé à 20% d'argon. Cette sérié d'échantillon a permis d'examiner l'influence de TD sur la structure, composition, morphologie, nature et propriétés optiques et électriques des couches, par une panoplie de techniques sophistiquées. Dès 300°C, les films montrent une fraction cristalline fC de 30% qui s'est améliorée jusqu'à 80% pour TD = 600°C, sans changement notable de la taille moyenne des nanograins. L'augmentation de fC s'accompagne d'une décroissance de la teneur en hydrogène et de l'atteinte de la stoechiométrie (Si/C~1). Pour toutes les valeurs TD, les cristallites de SiC ont montré une forme allongée selon la direction (111) et une orientation préférentielle. Enfin, la conductivité s'est améliorée de plusieurs ordres de grandeur avec TD et les grandeurs optiques, déterminées par spectrophotométrie en transmission et par l'ellipsométrie spectroscopique, se sont rapprochées de leurs correspondants pour le SiC cristallin. Des hétérojonctions du type nc-SiC:H/c-Si ont été réalisées à partir des films de SiC déposés à 300°C et à 600°C. Le comportement redresseur est très satisfaisant pour TD = 300°C, et s'améliore nettement pour TD = 600°C. Dans les diodes obtenues à 300°C, le courant direct est régi d'une manière prépondérante par le processus de génération-recombinaison de paires électron-trou induits par des défauts d'interface film/substrat. Ces défauts semblent guérir après recuit à 380°C pendant 6h, conduisant à la prédominance du mécanisme de conduction par diffusion.


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Informations

  • Détails : 1 vol. (252 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Notes bibliogr.

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  • Bibliothèque : Université de Caen Normandie. Bibliothèque Rosalind Franklin (Sciences-STAPS).
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TCAS-2005-15
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