Structure et propriétés optiques et électriques des couches minces de WO₃, M₀O₃, mixtes M₀O₃/WO₃ et de nitrure de bore (BN) préparées par CVD et PECVD : Application : Affichage alphanumérique et structures Mis (Au/BN/InP)

Abstract

Le travail présenté dans ce mémoire concerne l’étude et la caractérisation de la structure et des propriétés optiques, électriques et électro-optiques des couches minces d’oxydes de tungstène WO₃, de molybdène MoO₃, des mixtes MoO₃/WO₃ et de nitrure de bore (BN) préparées par dépôt chimique en phase vapeur (CVD) et CVD assisté par plasma micro-ondes (PECVD). La structure et la composition des différentes couches préparées ont été étudiées et déterminées par XRD, RBS, FTIR et XPS. Les caractéristiques optiques : indices de réfraction n et d’extinction k ont été calculées à partir des spectres de réflexion et de transmission, utilisant une méthode numérique basée sur les lois de Fresnel par voie itérative. Le coefficient d’absorption α et le gap optique Eg sont ainsi déterminés. Les effets de la méthode et des paramètres de préparation (traitement thermique) sur les caractéristiques optiques ont été mis en relief. Les couches d’oxyde (WO₃, MoO₃ et Mixtes) déposées sur substrat de SnO₂, peuvent être colorées (ou décolorées) en présence d’un conducteur ionique par insertion (ou extraction) d’électrons et d’ions sous l’action d’une tension appliquée. Les variations des caractéristiques électro-optiques en fonction des différents états de coloration ont été étudiées. Une transition métal-semi-conducteur a été mise en évidence. Cette classe de matériaux reste intéressante dans le domaine de l’affichage alphanumérique. Des structures MIS (Au/BN/InP) ont été réalisées par dépôt de couches de nitrure de bore (BN) par PECVD sur substrat d’InP. Une caractérisation électrique de ces structures par mesures courant-tension et capacité-tension a été faite. Ces couches de nitrure de bore (BN) trouvent donc leur application dans le domaine de la passivation des surfaces des semi-conducteurs III-V ou comme isolant de grille dans les transistors à effet de champ (MISFET).