Contribution à l'étude de la localisation et de la stabilité de l'hydrogène dans le silicium amorphe et le silicium poreux

A contribution to the study of the localization and the stability of hydrogen in amorphous silicon and porous silicon

• Auteur / Autrice : Nasreddine Hadj Zoubir
• Direction : Michel Vergnat
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Science et génie des matériaux
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Nancy 1
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université Henri Poincaré Nancy 1. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Photoluminescence

Liaisons hydrogène

Silicium

Spectroscopie d'absorption

Résumé

Ce mémoire est consacré à l'étude des liaisons Si-H dans le silicium amorphe hydrogéné et le silicium poreux à l'aide de la spectrométrie de désorption thermique (TDS) et de la spectrométrie d'absorption infrarouge. Le silicium amorphe est préparé par évaporation réactive en présence d'un plasma ECR d'hydrogène. Pour des températures de substrat Ts inferieures à 120°C, les couches amorphes sont poreuses et incorporent une quantité importante d'oxygène. La structure de ces couches devient plus dense à mesure que la température de substrat augmente: pour Ts égal à 360°C, la contamination par l'oxygène est éliminée et l'hydrogène est lié aux atomes de Si dans les seuls groupesSiH. Un phénomène de densification apparaît également dans des couches préparées en présence d'ions deutérium accélérés par une DDP de 235V. Le silicium poreux est préparé par trempage chimique dans une solution de type NaNO2/HF. L'analyse TDS de ce matériau montre que la désorption de SiH3 et SiF3, avant celle de H2, permet d'expliquer pourquoi la photoluminescence se dégrade aux faibles températures de recuit. Une étude du vieillissement à l'air de ces couches montre une augmentation de l'intensité du signal de photoluminescence en raison d'une meilleure passivation des liaisons pendantes en surface par O2 et H2O.