Etude de l'évolution de la texture cristallographique des couches minces de cuivre et de tellurure de bismuth en fonction des conditions d'électrodéposition

par Hanane Chaouni Benabdallah

Thèse de doctorat en Génie physique et mécanique

Sous la direction de Jean-Julien Heizmann et de Jean Bessières.

Soutenue en 1995

à Metz .

mots clés

• Couches minces
• Tellurures
• Cuivre

Résumé

Cette étude présente l'évolution de la texture cristallographique de couches minces de deux composés très différents ; le cuivre et le tellurure de bismuth en fonction des conditions d'électrodéposition. Nous présentons les résultats relatifs à l'élaboration et à la texture de dépôts minces de cuivre en fonction de l'épaisseur et de la densité de courant. Au début de l'électrodéposition, la couche est isotrope. Lorsque l'épaisseur du dépôt augmente, des orientations de fibre uuw apparaissent. A partir de quelques micromètres, deux orientations principales subsistent <111> et/ou <100>, les orientations pour lesquelles w > u sont favorables à l'apparition de l'orientation <111>, dans le cas contraire, ce serait l'orientation <100>. Nous étudions l'effet de quatre paramètres sur la texture des dépôts de tellurure de bismuth: la nature du substrat, la densité de courant, la concentration de l'électrolyte et la stœchiométrie. La texture la plus favorable à l'utilisation des propriétés électriques correspond à des axes de fibre <10. 0> et <11. 0>, c'est-à-dire à l'axe c hexagonal parallèle à la surface de la couche, elle est obtenue pour une composition proche de la stœchiométrie. Nous avons pu mettre en évidence, à l'aide de la théorie de Hartmann, une corrélation entre l'orientation préférentielle et la morphologie des cristaux. Ce travail montre l'influence de certains paramètres sur la texture des dépôts et qu'il est possible de prévoir l'orientation de dépôts minces électrodéposés à partir de la théorie de Hartmann

Titre traduit

Study of the cristallographic texture evolution in copper and bismuth telluride thin layers according to the electrodeposition conditions

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Résumé

This study presents the evolution of the cristallographic texture of thin layers according to the electrodeposition conditions of two very different material : copper and bismuth telluride. Texture of copper according to the thickness and the current density show that the layer is isotropic at the beginning of the electrodeposition. When the thickness of the deposit increases, several [uuw] fiber textures appear. After some micrometers, only two main orientations subsist <111> and/or <100>. The <111> fiber orientation comes from <uuw> orientations for which w>u, while <100> orientation appears if u>w. During the deposition, we have studied the texture of Bi2Te3 according to : the nature of the substrat, the current density, the electrolyte concentration and the stoechiometrie. Electrodeposition conditions able to give fiber textures as <11. 0> and <10. 0>, leading to the C axis parallel to the surface of the layer, are defined. These orientation could give layers having good electrical properties. We have been able to put in obviousness, with the help of Hartman theory, a correlation between the preferential orientation and the morphology of crystals. This work shows the influence of some parameters on the texture of deposits and that it is possible to forecast orientations of the electrodeposited layers by using Hartman theory of crystal growth