Analyse par spectroscopie d'admittance d'interfaces passivees dans des heterostructures metal-isolant-hg#0#,#8zn#0#,#2 te. Etude du comportement bidimensionnel du gaz d'electrons en regime de forte inversion

Spectroscopy admittance analysis of passivated interfaces in hg#0#,#8zn#0#,#2 te heterostructures. Study of the bidimensionnal electron gas under strong inversion conditions

• Auteur / Autrice : OLIVIER ROUSIERE
• Direction : RENE GRANGER
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Rennes, INSA

Résumé

Le materiau semiconducteur pseudobinaire hg#0#. #8zn#0#. #2 te (ou mzt 0,2) est caracterise par une valeur de bande interdite egale a 256 mev a 77k et peut donc etre utilise pour la realisation de detecteurs infrarouge correspondant a la fenetre de transmission atmospherique comprise entre 3,5 et 5m. Il concurrence le materiau hgcdte puisque la liaison hg-te est renforcee par l'alliage avec znte. La fabrication de tels composants necessite l'obtention d'interfaces de tres bonne qualite. L'utilisation de nouveaux echantillons obtenus par travelling heater method et ayant subi une recristallisation en phase solide a permis d'obtenir des structures metal-isolant-semiconducteur aux caracteristiques fiables et reproductibles. La spectroscopie d'admittance, realisee sur des structures mis fabriquees dans le laboratoire utilisant le materiau (mzt 0,2) de type p, a permis de caracteriser les surfaces passivees a partir de trois procedes differents : la passivation par trempage, chimique (dans une solution de brome-methanol contenant l'element passivant) et electrochimique. La fluoration electrochimique avec kf, les sulfurations electrochimique ou chimique avec (nh#4)#2s et l'oxydation anodique avec koh ont eu pour resultat de degrader la qualite d'interface par rapport au cas depot direct d'isolant. La sulfuration anodique avec na#2s a permis d'ameliorer la qualite d'interface par rapport au cas du depot direct d'isolant et de l'oxydation anodique. Des analyse xps montrent que la couche de sulfuration est probablement composee de zns. La sulfuration chimique avec na#2s est la methode de passivation qui a permis d'obtenir la meilleure qualite d'interface (densites d'etats rapides d'interface les plus faibles, faibles rugosites observees en microscopie de force atomique) et d'observer le comportement bidimensionnel des electrons presents a l'interface semiconducteur-isolant de la structure mis lorsqu'elle est polarisee en forte inversion. L'utilisation de plusieurs methodes de calcul, dont la methode de propagation prenant en compte la variation de la masse effective le long des niveaux, a permis de comparer les energies e#0 et e#1 calculees et mesurees. Les ecarts sont inferieurs a l'incertitude experimentales sur ces energies telles que deduites des courbes c-v mesurees.