Réalisation et caractérisation opto-électrique d'un nanopixel à base de nanocristaux de Silicium

par Lino Eugène

Thèse de doctorat en Dispositifs de l''électronique intégrée

Sous la direction de Abdelkader Souifi, Dominique Drouin et de Vincent Aimez.

Le jury était composé de Abdelkader Souifi, Dominique Drouin, Vincent Aimez, Thierry Baron, Ruediger, Andreas, Nicolas Pauc.

Les rapporteurs étaient Thierry Baron, Ruediger, Andreas.


  • Résumé

    Actuellement, plusieurs types de photodétecteurs sont disponibles sur le marché. Leurs performances se caractérisent notamment par la réponse spectrale, le courant d'obscurité, le rapport signal sur bruit, le rendement quantique et le temps de réponse. L'émergence de nouvelles applications nécessite des photodétecteurs de plus en plus sensibles, afin de pouvoir détecter de très faibles niveaux de radiation, voire de pouvoir compter des photons un par un. Ce travail de thèse s’intéresse aux moyens de réalisation de nanopixels pour la détection de faibles niveaux de lumière visible, en utilisant l’absorption dans des nanocristaux de silicium. Après avoir discuté de l'influence de la réduction des dimensions sur les propriétés électroniques et optiques du silicium, ainsi que de l'utilisation du blocage de Coulomb pour la photodétection, nous présentons un procédé de fabrication et d'isolation de nanopiliers contenant des nanocristaux de silicium dans une matrice d'oxyde de silicium. Les caractéristiques électriques des nanopixels intégrant ces nanocristaux ont permis de mettre en évidence les phénomènes de piégeage de charges dans les îlots, ainsi que leur contribution aux mécanismes de transport. Nous présentons finalement une première étude des propriétés électro-optiques des nanopixels qui ont été caractérisé par des mesures de photocourant

  • Titre traduit

    = Fabrication and electro-optical characterization of a silicon-nanocrystal-based nanopixel


  • Résumé

    Actually, many types of photodetectors are available on the market. The main characteristics of such devices are the spectral response, the dark current, the signal to noise ratio, the quantum efficiency and the time response. New applications in the visible range require photodetectors with higher sensitivities, in order to detect very week signals, even single photons. In this context, our work has been focussed on the fabrication process of highly sensitive nanopixels in the visible range, using silicon nanocristals. After discussing the influence of downscaling on the electronic properties and optical properties of silicon, we present a fabrication process and insulation process of nanopixels based on silicon nanocristals embedded in SiO2. The electrical characteristics of the devices have shown electron charging phenomena in the Si quantum dots, and their contribution to transport mechanisms. Finally, we present a first study of the electro-optical properties of our nanopixels by means of photocourant spectroscopy.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (XI-162 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p.133-162

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  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(3416)
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