Caractérisation physique et électrique de couche mince d'AsGa polycristallin dopé au soufre : Application à la réalisation de structures de type schottky

Abstract

L’arséniure de gallium polycristallin est préparé par pulvérisation cathodique R.F. sur un substrat de molybdène sous forme de couches minces. Ce matériau peut être dopé en introduisant dans le gaz de décharge du sulfure d’hydrogène (H₂S) dont l’élément dopant est le soufre qui introduit un seul niveau donneur à 0,006ev près de la bande de conduction. L’étude de l’influence des conditions de dépôt sur la composition et sur la structure cristalline montre que pour une concentration de soufre dans la couche supérieure à 2%, une cristallisation sous forme de grains en "paillettes" est favorisée alors qu’en dessous de 2%, les grains prennent la forme arrondis. Un large domaine de température de substrat (400°C<Tso<750°C) a été étudié. Ce paramètre ainsi que l’écart à la stoechiométrie jouent un rôle important dans la cristallisation de la couche. Une taille moyenne de grains de 3µm est obtenue sur une couche dont l’épaisseur est de l’ordre de 4µm. La réalisation d’une structure Schottky de type : Au/AsGa-N/Mo a permis de montrer que la cristallisation sous forme de grains en "paillettes" donne un caractère photoconducteur caractéristique. La densité des porteurs déduite des mesures de la capacité en fonction de la tension inverse est comprise entre 10¹⁵ et 10¹⁷ cm⁻³. L’hydrogénation du matériau a été effectuée pendant la préparation en introduisant de l’hydrogène dans le plasma. Ce traitement n’apporte pas d’amélioration des propriétés électriques de ces structures comme c’est le cas pour le silicium polycristallin.