Nouvelle méthode d'investigation par effet Hall des états d'interface dans les composants à base d'hétérostructures III-V

• Auteur / Autrice : Olivier Callen
• Direction : Jean-Louis Robert
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Milieux denses et matériaux
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Montpellier 2

Mots clés

Mots clés contrôlés

Mesure

Capteurs (technologie)

Puits quantiques

Hall, Effet

Interfaces (sciences physiques)

Isolants

Diélectriques

Hétérostructures

Composés semiconducteurs

Résumé

Cette these demontre l'interet des heterostructures semi-conductrices pour la caracterisation des etats presents aux interfaces dielectrique/semi-conducteur (d/sc), etats qui jouent un role important dans les composants electroniques actuels. Deux methodes originales de caracterisation de l'interface d/sc sont proposees. La premiere est une methode de mesure du spectre dit(e) des etats d'interface. Elle est basee sur la mesure de la densite de porteurs ns dans des motifs de hall recouverts du dielectrique a caracteriser et equipes d'une grille metallique (structures mis-h : metal-isolant-semiconducteur a heterostructure). Dans ces structures, ns est en effet l'image directe du niveau de fermi a la surface du sc. Cette propriete permet d'acceder a dit par la mesure dc de la tension de hall en fonction de la tension de grille vg. Cette methode se distingue des methodes usuelles (c-v, analyse de la conductance et dlts) par sa precision, sa capacite a mesurer des densites d'etats elevees et sa facilite de mise en uvre. La seconde methode, baptisee cfts (spectroscopie par analyse de transitoires effectues a niveau de fermi constant), permet de situer dit par rapport a la bande interdite du sc. Elle est basee sur la fixation par un asservissement externe du niveau de fermi dans la structure. A l'interface sinx/gaas, nous mesurons un spectre dit a profil en u avec un minimum de 4. 10 1 2 cm 2. Ev 1 situe a 0. 8 ev du minimum de la bande de conduction. Les spectres obtenus ont ete introduits dans un modele detaille de la reponse dynamique des composants. L'excellent accord mesures/modele, quel que soit le regime d'excitation de vg (continu, alternatif et transitoire), confirme la validite de la methode de determination de dit et la coherence de la modelisation proposee. Ces deux methodes composent un ensemble coherent de caracterisation des etats d'interface dans une heterostructure, applicable quelle que soit la filiere technologique des heterostructures.