Physique de dépôt par plasma et propriétés optiques du silicium amorphe et microcristallin
par Ming Fang
Thèse de doctorat en Physique
Sous la direction de Ionel Solomon.
Soutenue en 1992
Le jury était composé de Bernard Drévillon, Daniel Kaplan.
Les rapporteurs étaient Christiane Sénémaud, J. Meaudre.
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Résumé
Cette thèse est consacrée à l'étude des propriétés optiques et la physique de dépôt par plasma du silicium amorphe (a-si:h) et microcristallin (c-si) a l'utilisation des techniques optiques in situ et spectroscopiques (de proche infrarouge a ultraviolet). Nous avons développé la loi de dispersion diélectrique en tenant compte de la structure des bandes au lieu du modèle a deux niveaux (seul oscillateur) utilise habituellement. Nous avons montré qu'il n'y a pas de dépendance avec l'épaisseur de structure de bande de couche très mince du a-si:h (si l'épaisseur d>500a). L'étude en temps réel de la structure du c-si montre que la croissance de c-si se passe en trois périodes: la nucléation, la formation de rugosité de surface et la croissance inhomogène. La grande porosité trouvée dans ce matériau explique plusieurs observations non expliquée précédemment. Les résultats obtenus sur l'étude des interfaces du c-si avec divers substrats sont directement utilisables pour les applications pratiques. La physique de dépôt par plasma du silicium en couche mince soulevé des problèmes fondamentaux complexes. De plus il y a aussi des implications pratiques importantes pour l'industrie optoélectronique. Depuis 10 ans, on pense que c-si est dépose en condition d'équilibre chimique partiel. En vue de certaines difficultés, nous avons présente notre modèle gravure préférentielle de phase amorphe et l'avons prouvé avec une série d'expériences cruciales. Cette connaissance nous permet de mieux comprendre l'origine du désordre et de la formation de défauts.
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Titre traduit
Physics of deposition by plasma and optical properties of amorphous and microcrystalline silicon
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