Etudes par microscopie en champ proche des phÃ©nomÃ¨nes de ...

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$G. M. Zaslavsky, Chaos, fractional kinetics, and anomalous transport ...$

Chapitre III – Réalisation et caractérisations d’un filtre à spin MF/SCNous avons regroupé dans le (Tab.III. 3) les paramètres déduits des équations (III. 8 – III. 10) pour lespassivations à l’UVOCS et à l’hydrazine. Nous avons inclus à titre comparatif la passivation à HCl même1si la courbe n’est pas linéaire pour les potentiels négatifs.2COn observe que les échantillons oxydés ont des paramètres très proches de ceux attendus. En revanchepour les autres types de passivation, et en particulier pour la passivation à l’hydrazine des écarts trèsimportants sont observés, tant sur la valeur absolue de la capacité, que sur la hauteur de barrière extraite1par extrapolation. Pour la passivation à l’hydrazine (Fig.III.11), la courbe est cependant linéaire à2Cpotentiel négatif. Ce résultat nous a amené à supposer qu’à la capacité liée à la zone de charge d’espace duSC venait s’ajouter en série une autre capacité C I constante et dont on donnera plus tard une origine.Si cette capacité s’étend sur une longueur δ dans le SC, elle s’exprime sous la forme (par unité desurface):ε0εrC I= (III.11)δC(V=0) (nF/cm²) p (nF/cm 4 /V) φ B (V) (C-V)Calculées selon (III.8) 50 6.10 -3 0.75* [Waldrop84]UVOCS 55 4.91.10 -3 0.78HCl 30 4 10 -3 [non constant] 2.6Hydrazine 4 1.39 10 -1 4.5Tab.III.3 : Capacités mesurées à 1kHz exprimées en nF/cm² et pente p mesurée de la courbe 1/C² (àpotentiels négatifs à partir de III.9), et hauteurs de barrière (III.10) pour les trois types depassivation. (*) La hauteur de barrière donnée est celle déduite des mesures C-V par Waldrop surune diode Fe/GaAs.Cette capacité est alors reliée à la capacité mesurée et à celle dûe à la zone de charge d’espace par larelation :1 1 1= +(III. 12)CmesuréeCICGaAsNous avons cherché à déterminer la valeur de la capacité CIde la zone tampon afin que la courbe1 1 2( − ) s’extrapole à V φ=0.65 V valeur obtenue par Waldrop [Waldrop84]. Nous obtenonsC mesuréeC Icomme valeur de la capacité CI= 7 nF. Cette valeur est comparable à celle obtenue à partir de la relation(III.12) : CI= 4. 5 nF. Par ailleurs, par l’équation (III.11), nous extrayons comme valeur de δ :δ = 1.4 μmCette longueur peut sembler très grande pour une couche tampon. Nous pensons que cette couche peutêtreune zone de très faible dopage. En effet, au cours de la réaction de passivation à l’hydrazine, desatomes d’hydrogène peuvent diffuser à la surface du SC. La diffusion de l’hydrogène dans le silicium et leGaAs a été étudiée au cours des années 90 [Pearton91] et il est connu que l’hydrogène diffuseefficacement dans les SC, et peut former des complexes stables avec des donneurs profonds, comme le Sidans notre cas. Il a ainsi été démontré [Chevallier85] que l’insertion d’hydrogène (obtenue par dépôtplasma ou par voie électrochimique) peut totalement neutraliser les donneurs Si dans GaAs, et créer unezone épaisse très peu dopée.56
Chapitre III – Réalisation et caractérisations d’un filtre à spin MF/SCL’influence de la température sur ces processus est cependant compliquée car elle fait intervenir ladiffusion des espèces dans le SC qui rentre en compétition avec les mécanismes de formation ou dedissociation des complexes Si-H. Si les particules diffusantes sont chargées (comme H - [Roos91]), leurdiffusion va également dépendre du champ électrique auquel elles sont soumises, et donc de leur positiondans le SC. A titre indicatif, nous donnons la constante de diffusion de l’hydrogène dans le GaAs. Elles’exprime par la relation empirique [Pearton91] :−50.62D H= 1.5.10 exp( − ) cm 2 .s -1kτPour un recuit de 20 minutes à une température de 400°C (avant dépôt du métal), on déduit alors unelongueur de diffusion : = D Hτ = 6 mCette valeur est comparable en ordre de grandeur à la longueurδ déduite des mesures C-V.1 1 2Fig. III.11 : Courbe ( − ) en fonction du potentiel appliqué à la diode pour la passivationC mesuréeC Ià l’hydrazine. C I a été choisie de sorte que l’extrapolation de la courbe aux potentiels négatifs àordonnée nulle, soit à Vφ=0.65 V [Waldrop84].Les anomalies observées (forme en « N ») sur les caractéristiques I-V après recuit de la diode Schottky,peuvent s’expliquer à partir de défauts de surface probablement restaurés après recuit. En effet, si ces étatssont caractérisés par une énergie E A supérieur au niveau de Fermi, lorsqu’en élevant la tension le quasiniveau de Fermi dans le SC croise cette énergie, les états deviennent chargés, ce qui provoque uneélévation de la hauteur de barrière, et donc une variation de courant plus lente avec la tension appliquée.Quand le quasi niveau de Fermi devient supérieur à E A , ces états restent chargés et le courant se remet àaugmenter. Ce mécanisme peut être une explication de la forme en « N » qui est observée sur leséchantillons passivés à l’hydrazine.Des études supplémentaires sont cependant nécessaires pour aller plus loin dans l’interprétation de ceseffets.57
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RésuméDRISS LAMINEEffet de filtre
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AbstractDRISS LAMINESpin filter eff
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RemerciementsRemerciementsJ’ai r
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Table des matièresTABLE DES MATIER
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Table des matières4.A. Notion de r
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PréambuleChapitre IPréambuleL’u
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PréambuleRougemaille03 : Rougemail
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Chapitre V - Modélisation du trans
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