Contribution à l’étude du système Si,Ge,C et à leur élaboration par dépôt chimique en phase vapeur à partir de précurseurs organosiliciés et organogermanies

Abstract

Le comportement thermique de quatre précurseurs organométalliques de matériaux : tétraéthylgermane, tétraéthylsilane, tétravinylgermane et tétravinylsilane, a été étudié dans un réacteur à mur froid de dépôt chimique en phase vapeur. Ces molécules ont le même rapport atomique C/M = 8 (M = Ge ou Si) et les matériaux obtenus, représentés par la formule générale MxC1-x, ont des applications dans le domaine de la conversion photovoltaïque de l’énergie solaire et celui des céramiques. Deux gaz vecteurs hélium(He) et hydrogène(He2) ont été utilisés lors de l’élaboration. La phase gazeuse de décomposition a été étudié par chromatographie en phase gazeuse et la phase solide a été caractérisée par différentes techniques physico-chimiques d’analyse (IR , Raman , X.P.S , R.X , M.E.T , …). La composition et la structure de ces deux phases change en fonction de la nature des radicaux (vinyles ou éthyles), de nature du gaz vecteur et de la température. La thermolyse de tétraéthylgermane donne sous He de l’éthylène lors que sous H2 l’éthylène et l’éthane sont identifiés. Dans ce dernier cas, du germanium pur et cristallisé est obtenu. Pour la molécule tétravinylgermane, sous He, un alliage amorphe GexC1-x évoluant avec la température vers la formation de ‘‘clusters’’ de germanium et de carbone et sous H2, du germanium faiblement contaminé par du carbone sont déposés. Les précurseurs organosiliciés se décomposent à haute température et donnent avec He de l’éthylène et du méthane, alors que sous H2 l’éthane est également identifié. Le matériau issu du système tétraéthylsilane / H2 peut être représenté par l’association de carbure de silicium avec du silicium ( SiC + Si ) alors qu’à partir de tétraéthylsilane / He ou tétravinylsilane / He ou H2 une phase de carbure de silicium est associée à du carbone(SiC+C). Des corrélations entre les phases solides et gazeuses s