Fabrication et caractérisation des films CuInGase2 par pulvérisation cathodique : étude des défauts par la spectroscopie des pièges profonds par la charge

par Yan Xu

Thèse de doctorat en Milieux denses et matériaux, Physique

Sous la direction de Thien-Phap Nguyen et de Abdeljalil Lahmar.

Le président du jury était Denis Mencaraglia.

Le jury était composé de Thien-Phap Nguyen, Abdeljalil Lahmar, Denis Mencaraglia, Jean-Philippe Blondeau.

Les rapporteurs étaient Jean-Philippe Blondeau.


  • Résumé

    Dans ce travail, nous nous intéressons aux défauts qui peuvent exister dans les couches minces de CIGS préparés par pulvérisation RF à partir d’une cible quaternaire. Pour réaliser les dispositifs, nous avons mis au point un protocole de dépôt à quatre étapes qui a permis d’obtenir des films minces de façon fiable. Malgré une disproportion des atomes dans le dépôt orignal, les analyses spectroscopiques montrent que les caractéristiques correspondent aux CuInGaSe2 sous forme de chalcopyrite. Ensuite, nous avons déterminé les caractéristiques courant-tension. Nous mesurons les paramètres des pièges dans les diodes par la spectroscopie des pièges profonds par la charge. Nous mettons en évidence les deux groupes de piège dans le composé ceux peu profonds (ET<100meV) et ceux profonds (>100meV) Nous montrons également que ces pièges sont sensibles à la nature de l’interface composé/électrode et que la nature et la densité de pièges sont affectées par la nature du métal employé au contact Schottky.

  • Titre traduit

    Fabrication and characterization of CuInGaSe2 thin film prepared by sputtering technology : study for defect by charge deep level transient spectroscopy


  • Résumé

    In this work, we have focused on defects that can be formed in the film of CIGS obtained by RF sputtering of a quaternary target. For fabrication of diodes, we have set up a four step protocol to deposit reproducible composite thin films. We found that the film composition is different from that of the best absorber layer, but the spectroscopic analyses performed on the obtained films showed that their characteristics matched those of chalcopyrite in CIGS. We have determined the electrical characteristics of Schottky diodes using CIGS as an active layer by current-voltage measurements. We determined the trap parameters of the devices making use of the charge based deep level transient spectroscopy. Two trap groups have been identified: shallow trap group with activation energy (<100meV) and deep trap group (>100meV). The trap density is sensitive to the nature of the interfacial regions between the compound and the electrode showing that the Schottky contact impacts strongly on defect formations.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (167 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Réf. Bibliogr.

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  • Bibliothèque : Université de Nantes. Service commun de la documentation. BU Sciences.
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