Mesures des propriétés opto-électriques du carbure de silicium par déphasage micro-onde et sensibilité spectrale

Measurements of the opto-electronical properties of silicon carbide by means of microwave phase-shift and spectral sensitivity

• Auteur / Autrice : Baptiste Berenguier
• Direction : Olivier Palais, Laurent Ottaviani
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Micro et nanoélectronique
• Date : Soutenance le 11/12/2015
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'Ingénieur : Mécanique, Physique, Micro et Nanoélectronique (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Institut : Institut Matériaux Microélectronique Nanosciences de Provence (Marseille ; Toulon ; 2008-….)
• Jury : Président / Présidente : Christian Brylinski
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marc Portail, Dominique Planson, Abdallah Lyoussi
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Gaël Gautier, Sandrine Juillaguet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Hétérojonctions

Irradiation

Hautes températures

Détecteurs de rayonnement ultraviolet

Carbure de silicium

Mots clés libres

Carbure de Silicium

SiC

Semi-Conducteur

Photodiodes

Durée de vie

Déphasage micro-Ondes

Silicon Carbide

SiC

Semiconductor

Photodiodes

Lifetime measurement

Microwave phase-Shift

Résumé

Le carbure de silicium est un matériau semi-conducteur à grande bande d’énergie interdite possédant des propriétés exceptionnelles en termes de tenue en température, de résistance aux radiations, de stabilité chimique. En particulier il pourrait permettre la réalisation de détecteurs ultra-violet fonctionnant en environnement extrême (fortes températures et niveaux de radiations élevés) tels les environnements spatiaux. Le polytype 3C, avec un gap intermédiaire pourrait également être utilisé dans le domaine photovoltaïque. Le présent travail propose d’étudier le carbure de silicium à la fois sous l’aspect composant et sous l’aspect matériau. Une étude de la réponse spectrale de photodiodes UV (de type pn et Schottky) en fonction de la température et de l’irradiation est présentée. Un nouveau type de cellules solaires à hétérojonctions 3C-SiC/Si est étudié. Enfin, un système de mesure de la durée de vie des porteurs minoritaires dans le SiC-4H est réalisé et les résultats commentés.

Silicon carbide is a large bandgap semiconductor presenting outstanding properties in terms of temperature, radiations and chemical hardness. In particular it could allow the fabrication of ultra-violet detectors, able to work in harsh environments such as for space aplications. The 3C polytype , with it’s intermediate bandgap, could also be used in the photovoltaic field. The present work aims to study both the material and the application aspects of silicon carbide. A study of the spectral response of both pn and Schottky photodiodes with respect to the temperature and irradiation is presented. A new type of 3C-SiC/Si heterojunction solar cell is studied. Finally, a minority carrier lifetime measurement system is realised ant the results presented.