Table des matières
Introduction générale 1
Chapitre I : Etude bibliographique relative
aux couches minces de ZnO et les techniques de
dépôt
I-1. Propriétés physiques de l'oxyde de zinc 3
I.1.1. Propriétés cristallographiques de ZnO
3
I.1.2. Structure électronique de bande 7
a. Paramètres des caractérisations de la structure
de bande de GaN et de ZnO .. 9
b. Influence des défauts sur la structure de bande
11
I.1.3. Propriétés optiques 12 I.1.4.
Propriétés électriques de ZnO 13
I.2. Applications des couches minces ZnO 15 I.2.1 Application
aux photopiles solaires 15
I.2.2. Applications optoélectroniques .. 17
I.2.3. Optoélectronique dans les
hétérostructures à base de ZnO 17
I.3. Les oxydes transparents et conducteurs (TCO) 17 I.3.1.
Généralités : qu'est-ce qu'un TCO 17 I.3.2. Choix d'un
TCO 21
I.4. Technique expérimentales de dépôt des
couches minces . 22
I.4.1. Dépôts physiques en phase vapeur
22
I.4.1.1. La pulvérisation cathodique 23
I.4.1.2. L'évaporation sous vide .. 25
I.4.1.3. Le dépôt par ablation laser pulsé
(PLD) 26
I.4.1.3.1. Composition du plasma d'ablation Laser 26
I.4.1.3.2. Expansion du plasma d'ablation Laser .. 27
I.4.1.3.3. Le principe du dépôt . 28
I.4.2. Dépôts chimiques en phase vapeur 32
I.4.2.1. Sol-gel . 34
I.4.2.2. Principe général du procédé
spray .. 36
a. Solution de dépôt (source) 36
b. Génération des gouttelettes (transport) 37
c. Réaction chimique sur le substrat (dépôt)
37
Chapitre II: Préparation des films ZnO et
technique de caractérisation
II.1. Choix d'une technique de dépôt en couches
minces 39
II.2. Conditions expérimentales de dépôt
39
II.2.1. Préparation des substrats 39
II.2.2. Préparation des cibles 40
II. 3. Techniques de caractérisation 40
II.3.1.Diffraction des rayons X (DRX) 40
Détermination de la taille des grains et des contraintes
44
II.3.2. Microscopie à force atomique (AFM) .. 46
II.3.3. Analyse RBS . 48
a. Principe de la spectroscopie RBS 48
b. Conditions expérimentales .. 52
II.3.4. Caractérisation optique . 52
Chapitre III: Résultats et discussions
III.1. Analyse par RBS 58
III.2. Analyse par diffraction des rayons X 61
III.2.1. Effet du dopage .. 61
III.2.1.1. Substrat de verre .. 61
III.2.1.2. Substrat de silicium Si(100) 64
III.2.1.3. Substrat de silicium Si(111) 68
III.2.1.4. Substrat de silicium polycristallin (Si-poly) 71
III.3. Analyse par AFM .. 78
III.3.1. Effet de dopage .. 78
III.3.2. Effet des substrats .. 84
III.4. Propriété optique . 86
Conclusion Générale .. 89
Références bibliographiques .. 91
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