Photoconductivité de structures au silicium à Bande d'Impuretés Bloquée

par Sabine Pasquier-Puech

Thèse de doctorat en Physique des solides

Sous la direction de Jean Léotin.

Soutenue en 1996

à Toulouse 3 .

mots clés

Résumé

L'etude de photoconducteurs a bande d'impuretes bloquee (bib) a ete developpee pour couvrir la gamme spectrale entre 20 et 40 m depourvue en detecteurs sensibles. Ces dispositifs au silicium dope au bore et a l'antimoine comportent entre deux couches tres dopees servant de contacts, une couche photoactive fortement dopee accolee a une couche tres pure. Cette derniere a pour role de bloquer le courant de conduction par sauts entre impuretes de la couche photoactive. Les proprietes originales du bib resultent de la structure electronique de la bande d'impuretes et du champ electrique particulierement eleve dans la couche photoactive. Ce champ produit alors un gain important par mecanisme d'ionisation par impact. Ce travail comprend la conception des photodetecteurs bib, leur caracterisation electrique et optique, ainsi que l'etude des mecanismes physiques regissant leur fonctionnement. L'extension de la reponse spectrale vers les grandes longueurs d'onde, causee par la bande d'impuretes, a ete etudiee. La concentration fixe le seuil de detection absolue. Le champ electrique et la temperature augmentent selectivement le gain de photoconductivite aux longueurs d'onde voisines et inferieures au seuil par effet de porteurs chauds. La spectroscopie des etats isoles dans la couche bloquante sous champ electrique eleve a mis en evidence, a 4 k, l'effet d'assistance par le champ electrique des transitions entre niveaux lies d'impuretes. Cette spectroscopie a, aussi, revele l'existence d'une deformation locale, de 10#-#4, attribuee a la conctraction du reseau induite par les forts gradiants de dopages au bore. La calibration sous un flux de photons ambiants de 60 nw a une temperature de 10 k donne, pour le meilleur bib, une efficacite quantique de detection de 20%. Ces performances sont les meilleures dans la gamme spectrale visee

Titre traduit

Photoconductivity of blocked impurity band structures of silicon

Pas de résumé disponible.