Recherche Avancée

Thèse soutenue

Caractérisations morphologiques, structurelles et électriques des couches de diamant CVD

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Auteur / Autrice : Freddy Torrealba Anzola
Direction : Alain Chambaudet
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance en 1998
Etablissement(s) : Besançon
Jury : Président / Présidente : Alain Chambaudet
Examinateurs / Examinatrices : François Foulon, Claude Girardet, Jean-Gérard Théobald
Rapporteurs / Rapporteuses : Philibert Iacconi, Yves Servant

Résumé

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Nous étudions dans cette thèse les relations existant entre les caractéristiques électriques et les caractéristiques physiques de couches minces de diamant poly cristallines, élaborées par dépôt chimique en phase vapeur assiste par plasma micro-ondes. Ces couches minces sont réalisées en vue d'élaborer des détecteurs de rayonnements nucléaires. Nous avons fait varier la concentration de méthane dans le plasma, la température de dépôt et l'épaisseur des couches. Nous avons effectué des mesures de la surface des grains par microscopie optique en utilisant un système analyseur d'images ; des mesures de la rugosité par microscopies interférentielle et convocable ; une étude des liaisons c-h en surface par spectroscopie infrarouge en réflexion totale atténuée et une étude de la structure cristalline et des textures par diffraction de rayons x. La photoconductivité a quant à elle été déterminée aux hyperfréquences. L'analyse des différentes composantes de la susceptibilité electrique a permis de mesurer le temps de relaxation associe aux chocs des porteurs de charges. Nous trouvons que la concentration en méthane dans le plasma dégrade la qualité de surface, produit une texture préférentielle 110, et augmente la photoconductivité. D'autre part, le temps de relaxation augmente avec l'épaisseur des films. En revanche, la température du substrat n'a que peu d'influence sur la taille moyenne des grains (à épaisseur de couche constante), sur l'état de surface ou sur la photoconductivité. Nous avons également trouve des liaisons c-h en surface des échantillons, même après recuit thermique. Nous avons également utilisé les techniques hyperfréquences pour étudier du diamant dope au bore développe dans le but d'applications électroniques. Les signaux ont permis de mesurer la susceptibilité dans une plage de fréquences suffisante (7 a 12 ghz) pour observer sur une résonance, que nous avons attribuée a des charges piégées au voisinage de la surface.