Recherche Avancée

Thèse soutenue

Caractérisation des centres de recombinaison non-radiatifs dans les semiconducteurs

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Auteur / Autrice : Nicolas de Angelis
Direction : Jacques Bourgoin
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance en 2000
Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

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Les centres de recombinaison non radiatifs dans les semi-conducteurs sont des défauts ponctuels qui n'ont pas encore été étudiés en détail. On s'est, jusqu'à présent, contenté de mesurer la durée de vie associée sans pouvoir atteindre à la fois les caractéristiques de ces défauts : sections de capture des électrons et des trous énergie d'ionisation et concentration. De plus, on n'était pas capable de distinguer parmi tous les défauts détectés ceux qui jouent le rôle de centres de recombinaison. Le but de cette thèse est de développer un ensemble de techniques complémentaires permettant d'obtenir tous ces paramètres et, éventuellement, identifier ces centres. Les principales techniques que nous avons employées sont basées sur l'analyse de la caractéristique courant-tension d'une jonction sous lumière et dans l'obscurité, couplée à des mesures de transitoires de capacité. Les échantillons utilisés sont des cellules solaires Si, GaAs et GaInP car ce sont les meilleures jonctions semi-conductrices que l'on sache réaliser actuellement. Les centres de recombinaison que nous avons étudiés sont les centres natifs et ceux produits par irradiation électronique, l'irradiation étant un moyen simple d'introduire des défauts de façon contrôlée. L'intérêt principal de ce travail est d'avoir accès séparément aux sections de capture des électrons et des trous d'un centre donné et aux lois de variation de ceux-ci avec des grandeurs physiques telles que le champ électrique ou la température. On a aussi tente de comprendre le mécanisme de capture par interaction électron-phonon sur ces centres qui se révèle, en particulier, à travers la dépendance en température. L'application directe liée à cette étude a été la connaissance et la compréhension du comportement des cellules solaires dans l'espace.