Etude des nano-composants à base des matériaux III-V, Caractérisation électrique et Modélisation des phénomènes de transport associées.

Abstract

GaN and InP are the ideal candidates for the manufacture of high frequency devices, blue transmitters and detectors operating in the UV spectral range. The preparation of the well cleaned surfaces, arranged and passivated is of paramount importance for the growth of GaN and InN and the elaboration of the devices based on these materials. The increasing interest in these materials is due to the potential applications of this family of wide bandgap semiconductors. Those are the materials of the all nanotechnology applications choice. But the characteristics of these materials and devices are sensitive to the surface and interface conditions. The operation study of the different types of the electronic devices requires prior control of the transport phenomena governing the operation of these devices at the nanoscale. In fact, in the electronics field, these materials have a refractory character that allows considering the applications in hostile conditions, high temperature, power and frequency. For the element III nitrides development, III-V semiconductor substrates such as InP and GaAs are the potential substrates for the growth of InN and GaN semiconductors. The Nitriding operation is performed by a GDSC source. Nitrides layers of the order of few monolayers can serve as a precursor for thicker layers. However, the characteristics of the obtained heterostructures are closely related to the surface and interface state. In this doctoral thesis, we propose to elaborate this type of nanostructures, to characterize them electrically by the methods of the I-V current-voltage type and the C-V capacitance-voltage type identified at different temperatures and frequencies. This work will be completed by the study of the transport phenomena modelling at 1D and 2DLe nitrure de gallium et le phosphure d’Indium sont des candidats idéaux pour la fabrication des dispositifs de hautes fréquences, des émetteurs bleus et des détecteurs fonctionnant dans le domaine spectral UV. La préparation des surfaces bien nettoyées, arrangées et passivées est d'importance primordiale pour la croissance du GaN et lde l’InN et l’élaboration des composants à base de ces matériaux. L’intérêt croissant pour ces matériaux est dû aux applications potentielles de cette famille de semi-conducteurs à large bande interdite. Ce sont des matériaux de choix pour toutes les applications nanotechnologiques. Or les caractéristiques de ces matériaux et des composants sont sensibles à l’état de surface et de l’interface .L’étude du fonctionnement des différents types de composants électroniques passe par une maîtrise préalable des phénomènes de transport régissant le fonctionnement de ces composants à l’échelle nanométrique. En effet, dans le domaine de l’électronique, ces matériaux présentent un caractère réfractaire qui permet d’envisager des applications dans des conditions hostiles, à haute température, haute puissance ou à haute fréquence. Pour le développement de ces nitrures d’éléments III, les substrats semi-conducteurs III-V tels que l’InP et le GaAs constituent des substrats potentiels pour la croissance de l’InN et du GaN. La nitruration est effectuée par une source GDSC. Ce sont des couches de nitrures de l’ordre de quelques monocouches et peuvent servir de précurseur pour des couches plus épaisses. Cependant, les caractéristiques des hétérostructures ainsi obtenues sont étroitement liées à l’état de surface et d’interface. Dans cette thèse de doctorat, nous nous proposons d’élaborer ce type de nanostructures de les caractériser électriquement par des méthodes du type Courant-Tension I-V et capacité-Tension C-V relevées à différentes températures et fréquences. Ce travail serait compléter par une modélisation des phénomènes de transport à 1D et 2D يعد نيتريد الغاليوم وفوسفيد الإنديوم من المرشحين المثاليين لتصنيع جهاز الصورة من وتيرة عالية من بواعث وكشف الزرقاء العاملة في نطاق الأشعة فوق البنفسجية الطيف. إعداد الأسطح تنظيفها بشكل جيد، وترتيبها وتحمل هو أمر بالغ الأهمية InN, GaN وتطوير المكونات على أساس هذه المواد. يرجع الاهتمام المتزايد بهذه المواد إلى التطبيقات المحتملة لهذه المجموعة من أشباه الموصلات واسعة النطاق ذات فجوة الحزمة الواسعة. فهي المواد المفضلة لجميع تطبيقات تكنولوجيا النانو . ومع ذلك ، فإن خصائص هذه المواد والمكونات حساسة لحالة السطح والواجهة ، حيث تتطلب دراسة تشغيل الأنواع المختلفة من المكونات الإلكترونية التحكم المسبق في ظواهر النقل التي تحكم عمل هذه المكونات. النانومترية . في الواقع، في مجال الإلكترونيات، تتمتع هذه المواد بطابع حراري يسمح بالنظر في التطبيقات في ظروف معادية، درجات حرارة عالية، طاقة عالية أو ترددات عالية. لتطوير هذه النيتريد العنصر الثالث ، ركائز أشباه الموصلات III-V مثل InP و GaAs هي ركائز محتملة لنمو InN و GaN . يتم تنفيذ Nitriding بواسطة مصدر GDSC. فهي عبارة عن طبقات من النتريدات العطرية لبعض الأحاديات ويمكن أن تكون بمثابة مقدمة لطبقات أكثر كثافة. ومع ذلك ، ترتبط ارتباطا وثيقا خصائص الهياكل المتغايرة التي تم الحصول عليها وبالتالي إلى حالة السطح والواجهة. في أطروحة الدكتوراه هذه ، نقترح تطوير هذا النوع من البنى النانوية لتوصيفها كهربائيا بطرق من النوع الحالي تيار- الفولتI-V والسعة -الفولت C-V المقاسة عند درجات حرارة وترددات مختلفة. سيتم الانتهاء من هذا العمل من خلال نمذجة ظواهر النقل 1D و2D