Thèse soutenue

Etude in situ par la sonde de Kelvin et l'ellipsométrie UV-visible du dopage et des interfaces dans les matériaux et les photopiles à base de silicium amorphe hydrogène
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Auteur / Autrice : Aomar Hadjadj
Direction : Bernard EquerPere Roca i Cabarrocas
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique des matériaux
Date : Soutenance en 1996
Etablissement(s) : Palaiseau, Ecole polytechnique
Jury : Président / Présidente : Alix Gicquel
Examinateurs / Examinatrices : Larbi Chahed, Jean Michailos
Rapporteurs / Rapporteuses : Marie-Luce Theye, Gilles de Rosny

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Nous avons réalisé une sonde de Kelvin pour l'étude in situ de matériaux et de photopiles à base de silicium amorphe hydrogène (a-si:h). Grace à la méthode de compensation analytique de l'effet de capacité parasite que nous avons développée, nous mesurons des valeurs réelles de potentiel de contact avec une précision de 10 mv. Une étude quantitative du dopage au diborane du a-si:h à été menée en utilisant la sonde de Kelvin. Nous avons déterminé, ainsi, la faible densité d'états de surface de ce matériau et une courbure de bandes pratiquement constante sur tout le domaine de dopage étudie. Le déplacement du niveau de Fermi dans le volume du matériau en fonction du dopage, déduit des mesures de sonde de Kelvin, nous a permis de confirmer que les différents modèles de dopage du a-si:h se réduisent à un équilibre de charge entre les défauts charges et les dopants actifs. Les mesures in situ d'ellipsométrie UV-visible nous ont permis de mettre en évidence l'existence d'un niveau de dopage optimum, au voisinage d'un rapport diborane sur silane, pour lequel les propriétés optiques du a-si:h s'améliorent. Cet optimum est confirmé par les caractéristiques finales des photopiles à base de a-si:h. Nous montrons aussi la corrélation entre la chute du potentiel de contact de la couche p, lors de son recuit thermique, et la diminution de la tension de circuit-ouvert de la photopile finale. Cette dégradation est due à la diffusion des impuretés du substrat de la photopile à travers sa couche p et sa couche i.