Silicum pour applications optoélectroniques

par Hicham Toufik

Thèse de doctorat en Sciences physiques. Micro-électronique

Sous la direction de Pierre Mialhe.

Soutenue en 2009

à Perpignan , dans le cadre de École doctorale Énergie environnement (Perpignan) .


  • Résumé

    Ce travail introduit des moyens pratiques pour améliorer les propriétés optiques des circuits à base de silicium pour les applications optoélectroniques. Nous avons présenté un processus d’implantation d’une zone de défauts dans la base, proche de la jonction émetteur-base, d’un transistor bipolaire. Les résultats montrent que l’intensité de la lumière émise par le silicium est amplifiée par la présence d’une sous structure constituée de nano-défauts ; nous confirmons la modification locale des niveaux d’énergie dans le silicium cristallin. Ce travail apparaît comme un travail de base permettant de réaliser une amplification de la lumière émise par du silicium. Ces résultats conduisent à proposer une avancée technologique en monitorant la création d’une sous-structure par injonction de porteurs énergétiques dans une jonction d’un composant pour la microélectronique. Une cavité optique, bien structurée pour envisager un laser « tout silicium » doit résulter d’un suivi de densités de défauts, du taux de génération lié à leur localisation et conduisant à maîtriser les effets de la dégradation et de passivation des défauts. Ces résultats présentent un processus avancé pour l’implantation de fonctionnalités optiques dans les dispositifs électroniques de silicium.

  • Titre traduit

    Silicon for optoelectronics application


  • Résumé

    This groundwork introduces practical ways for improving the optical properties of silicon devices for optoelectronic applications. Hot carriers injection has been performed with an applied reverse bias to the emitter-base junction of bipolar transistors in order to create a nanosize defect layer in the p-type silicon base, located at the emitter-base junction. The process has been controlled by the analysis of the jonction I(V) characteristic at each steps of the stress. The observed increase of the light emission intensity is related to a carrier confinement, and the defect layer appears as an optical cavity. Improvements for integration of optoelectronic operations in silicon microelectronic devices need engineering works concerned for the realisation of a better optical cavity by control of the defect generation rate, localisation and passivation effects, then stabilization of the layer properties. The energy levels can be calculated using quantum theory for spectral analysis. Thses results present an advanced process for implantation of optical functionalities in silicon electronic devices.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (132 f.)
  • Annexes : Bibliographie 11 f.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Perpignan Via Domitia. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH 2009 TOU
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