Croissance et caractérisation optique et électrique de films de ZnO dopés azote et antimoine

Nitrogen and antimony-dopped ZnO: growth and characterizations (optical and electrical)

• Auteur / Autrice : Ali Marzouki
• Direction : Pierre Galtier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique et science des matériaux
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Versailles-St Quentin en Yvelines

Mots clés

Mots clés contrôlés

Semiconducteurs -- Dopage

Oxyde de zinc

Dépôt en phase vapeur par organométalliques

Couches minces

Résumé

Des couches minces et des nano-fils de ZnO ont été élaborés par la technique MOCVD. Ils ont été caractérisés par SIMS, MEB, TEM, RX, Raman, PL, effet Hall, I(V) et C(V). Ces études montrent que les couches dopées N2 sont de type n même après avoir subi des traitements thermiques. Le dopage à l’azote des couches minces de ZnO a été poursuivi avec deux nouvelles sources de tributylamine et d’ammoniac. L’incorporation de l’azote se traduit par la présence des niveaux donneurs-accepteurs (DAP) observés par PL et des modes LVM en Raman. La bande DAP et les modes LVM sont beaucoup plus intenses en dopant à l'antimoine qui s’incorpore facilement dans la matrice ZnO atteignant ainsi une concentration de l’ordre de 1020 at. Cm-3. Nous avons réussi à réaliser des structures de diode ZnO:Sb/ZnO ayant les caractéristiques de jonction PN avec une électroluminescence dans le vert.

@ZnO thin layers and nanowires were grown by MOCVD. The samples were characterized by SIMS, MEB, TEM, RX, Raman, PL, Hall effect, I(V) and C(V). These studies showed the n-type conduction nitrogen-doped layers even after thermal treatments. N-doped ZnO with two new precursor tributylamine and ammonia revealed that nitrogen incorporation is accompanied of the presence of donor-acceptor pair (DAP) observed by PL and of local Raman nitrogen modes (LVM). The DAP band and LVM modes became more intense when ZnO is doped with antimony which the concentration is high about 1020 at. Cm-3. We have successfully fabricated ZnO:Sb/ZnO diode structures showing PN junction and high green electroluminescence spectrum.