Etude des propriétés optoélectroniques et de transport dans les hétérostructures AlGaN/GaN pour la réalisation de détecteurs UV

Opto-electronics and transport properties of (Al,Ga)N/GaN heterostructures for achieving UV detectors

• Auteur / Autrice : Jean-Luc Reverchon
• Direction : Jean-Yves Duboz
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Paris 11

Mots clés

Mots clés contrôlés

Hétérostructures

Détecteurs de rayonnement ultraviolet

Mots clés libres

Détecteur UV

Physique

Généralités physique

Résumé

L'objet de cette thèse est l'étude des hétérostructures GaN/(Al,Ga)N afin de réaliser des détecteurs UV. Les difficultés de croissance ainsi que les propriétés fondamentales du matériau sont présentées dans le chapitre 1 de manière à constituer les outils de conception des dispositifs à réaliser. Au chapitre 2, les problèmes de fluctuation d'alliage et de localisation de porteurs dans les alliages ternaires (Ga,In)N et (Al,Ga)N sont abordés. Le rôle du champ éléctrique dans les puits et les limites constituées par les fluctuations statistiques d'alliage sont alors mis en évidence. Un modèle permettant d'expliquer certains comportements non idéaux comme l'absorption sous le gap et sa non-linéarité par rapport au flux incident est également élaboré. Enfin les effets photopersistants dans les structures typiques de transistors à effet de champ sont étudiées. Les deux derniers chapitres concernent l'étude de démonstrateurs. . .

This work investigates GaN/(Al,Ga)N heterostructures for achieving Uv photodetectors. In the first chapter, the difficulties in growing these structures are presented. Their fundamental properties are studied in order to understand their limits and develop tools to predict the behavior of devices. Alloy fluctuations and localisation in (Ga,In)N and (Al,Ga)N materials are investigated in the second chapter. The effect of the piezoelectric field and the spontaneous polarization in quantum wells is shown. In bulk materials, the sharpness of band edge absorption is proved to be close to statistic alloy broadening. A model to explain no-ideal behaviours as subbandgap absorption and nonlinearity of response versus optical power is developed. The effects of deep donors in the barrier of field effect transistors on persistent photoconductibilty are also shown. . .