Contribution à l’étude par spectroscopie capacitive DLTS des niveaux profonds en vue de la réalisation de jonctions p+n ultra-minces

Abstract

Ce travail de thèse travail se décompose en trois parties. La première partie est consacrée à la présentation du concept de génération-recombinaison, au rappel des équations fondamentales du modèle de Shochley Read et à l’analyse des mécanismes d’émission et de capture des porteurs de charges. Dans la deuxième partie de ce travail, on présente l’ensemble des bancs de caractérisation que nous avons réalisé, en particulier les techniques de caractérisation C(V,T),I(V,T) et DLTS ont ainsi été développées et évaluées. L’analyse comparée de ces méthodes porte sur les critères de performances principaux qui sont le niveau x d’énergies très proches dans le cas de transitoires multi exponentiels). Enfin, une étude de quelques techniques de lissage nécessaire pour s’affranchir du bruit affectant les signaux expérimentaux nous a conduit à retenir la Transformée en Ondelettes Discrètes apparaissant comme la plus efficace. La troisième partie du mémoire est consacrée au développement d’une nouvelle technique d’analyse haute résolution des transitoires de capacité. Cette technique que nous avons nommé LM-DLTS est proposée pour améliorer l’extraction des paramètres physiques caractéristiques des défauts profonds, et ce même pour de faibles valeurs du rapport signal sur bruit.Enfin, les possibilités des profils de concentration des défauts en fonction de la profondeur et plus particulièrement l’étude des phénomènes de diffusion du bore dans le silicium. Ce travail de thèse travail se décompose en trois parties. La première partie est consacrée à la présentation du concept de génération-recombinaison, au rappel des équations fondamentales du modèle de Shochley Read et à l’analyse des mécanismes d’émission et de capture des porteurs de charges. Dans la deuxième partie de ce travail, on présente l’ensemble des bancs de caractérisation que nous avons réalisé, en particulier les techniques de caractérisation C(V,T),I(V,T) et DLTS ont ainsi été développées et évaluées. L’analyse comparée de ces méthodes porte sur les critères de performances principaux qui sont le niveau x d’énergies très proches dans le cas de transitoires multi exponentiels). Enfin, une étude de quelques techniques de lissage nécessaire pour s’affranchir du bruit affectant les signaux expérimentaux nous a conduit à retenir la Transformée en Ondelettes Discrètes apparaissant comme la plus efficace. La troisième partie du mémoire est consacrée au développement d’une nouvelle technique d’analyse haute résolution des transitoires de capacité. Cette technique que nous avons nommé LM-DLTS est proposée pour améliorer l’extraction des paramètres physiques caractéristiques des défauts profonds, et ce même pour de faibles valeurs du rapport signal sur bruit.Enfin, les possibilités des profils de concentration des défauts en fonction de la profondeur et plus particulièrement l’étude des phénomènes de diffusion du bore dans le silicium.