ETUDE DES CHANGEMENTS DE PROPRIETES DE COUCHES MINCES DE SILICIUM AMORPHE SOUS L'EFFET D'UNE IRRADIATION PAR UN LASER DECLENCHE PDF Download
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ETUDE DE LA CRISTALLISATION DE COUCHES MINCES DE SILICIUM AMORPHE DEPOSEES SUR DE LA SILICE AMORPHE. ABSORPTION OPTIQUE DE CES POLYCRISTAUX DE FAIBLES DIMENSIONS ET COMPARAISON AVEC LE MATERIAU AMORPHE. CONDUCTIVITE ELECTRIQUE. EFFET DU SUPPORT SUR LA COUCHE DEPOSEE. ETUDE DE LA CRISTALLISATION PAR RPE ET DIFFUSION RAMAN. EFFETS SUR LA CRISTALLISATION DE LASERS DECLENCHES OU EN CONTINU. LES MATERIAUX OBTENUS SONT ADAPTES A LA CONVERSION PHOTOVOLTAIQUE DE L'ENERGIE SOLAIRE DANS UNE CONFIGURATION DE DIODE SCHOTTKY
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ETUDE DE LA CRISTALLISATION DE COUCHES MINCES DE SILICIUM AMORPHE DEPOSEES SUR DE LA SILICE AMORPHE. ABSORPTION OPTIQUE DE CES POLYCRISTAUX DE FAIBLES DIMENSIONS ET COMPARAISON AVEC LE MATERIAU AMORPHE. CONDUCTIVITE ELECTRIQUE. EFFET DU SUPPORT SUR LA COUCHE DEPOSEE. ETUDE DE LA CRISTALLISATION PAR RPE ET DIFFUSION RAMAN. EFFETS SUR LA CRISTALLISATION DE LASERS DECLENCHES OU EN CONTINU. LES MATERIAUX OBTENUS SONT ADAPTES A LA CONVERSION PHOTOVOLTAIQUE DE L'ENERGIE SOLAIRE DANS UNE CONFIGURATION DE DIODE SCHOTTKY
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DANS CE TRAVAIL, J'AI DEMONTRE LES POSSIBILITES OFFERTES PAR LES LASERS DE PUISSANCE DANS LES PROCESSUS INTERVENANT DANS LA FABRICATION DE TRANSISTORS MOS EN COUCHES MINCES EN SILICIUM POLYCRISTALLIN (TFT EN POLY-SI) REALISES SUR DES SUBSTRATS DE VERRE ASSOCIANT A LA FOIS : - LA REALISATION DU CANAL PAR CRISTALLISATION D'UNE COUCHE MINCE DE SILICIUM AMORPHE OU PAR DEPOT DIRECT D'UN FILM DE POLYSILICIUM PAR PHOTO-CVD DU SILANE OU DU DISILANE - ET LE DOPAGE DE LA SOURCE ET DU DRAIN A PARTIR D'UN FILM DE SILICE DOPEE PREALABLEMENT DEPOSE A LA SURFACE DU SILICIUM. DEUX TYPES DE LASERS ONT ETE UTILISES DANS CE TRAVAIL : LE LASER PULSE A EXCIMERES ARF A LARGE FAISCEAU (S = 1 CM 2) ET LE LASER PULSE ET BALAYE ND : YAG DOUBLE EN FREQUENCE A MICROFAISCEAU ( = 100 ). APRES AVOIR ETUDIE LES MECANISMES DE CRISTALLISATION LASER D'UN FILM DE SILICIUM AMORPHE DEPOSE SUR UN SUBSTRAT DE VERRE ET LEURS EFFETS SUR LA MICROSTRUCTURE ET LA MORPHOLOGIE DES COUCHES DE POLYSILICIUM OBTENUES, J'AI DEMONTRE QUE LA COUCHE CRISTALLISEE PRESENTE UNE STRUCTURE NON HOMOGENE : UNE COUCHE A GROS GRAIN EN SURFACE ET UNE COUCHE A GRAINS FINS SOUS-JACENTE. LES TFT EN POLY-SI DONT LE CANAL A ETE REALISE PAR CRISTALLISATION LASER D'UN FILM DE SILICIUM AMORPHE NON HYDROGENE DEPOSE SUR UN SUBSTRAT DE VERRE PRESENTENT LES CARACTERISTIQUES ELECTRIQUES SUIVANTES : LASER ARF : = 141 CM 2/V.S V T = 1,5 V I O N = 4 10 - 4 A I O F F
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NOUS ETUDIONS DANS CE MEMOIRE LA CRISTALLISATION PAR IRRADIATION LASER DE COUCHES MINCES DE SILICIUM AMORPHE DEPOSE PAR DECOMPOSITION CHIMIQUE EN PHASE VAPEUR (CVD), OU PAR PULVERISATION, SUR DES SUBSTRATS DE VERRE OU DE SILICE. LES LASERS UTILISES SONT LE LASER A EXCIMERE AR.F PULSE ET LE LASER CONTINU ARGON. LES TECHNIQUES UTILISEES POUR CARACTERISER CES ECHANTILLONS AVANT ET APRES IRRADIATION PAR LASER SONT: LES RAYONS X A INCIDENCE RASANTE, LA MICROSCOPIE ELECTRONIQUE PAR TRANSMISSION ET LA REFLECTIVITE OPTIQUE (SPECTROMETRE BECKMAN). DANS LES DEUX TYPES D'ECHANTILLONS, APRES IRRADIATION PAR LASER A EXCIMERE AR.F, LA COUCHE CRISTALLISEE COMPORTE UNE ZONE A GROS GRAINS EN SURFACE ET UNE ZONE A GRAINS FINS SOUS JACENTE: NOUS ETUDIONS LEURS EPAISSEURS ET LEURS ASPECTS EN FONCTION DES DENSITES D'ENERGIE DU FAISCEAU ET DU MODE DE DEPOT. LES RESULTATS EXPERIMENTAUX SONT COMPARES AVEC LE MODELE THERMIQUE DE S DE UNAMUNO. NOUS MONTRONS QUE LA DENSITE D'ENERGIE DE SEUIL POUR LA CRISTALLISATION A L'AIDE D'UN LASER A EXCIMERE AR.F, EST EN BON ACCORD AVEC LA DENSITE D'ENERGIE DE SEUIL CALCULEE POUR FONDRE LE SILICIUM AMORPHE. NOUS METTONS DE PLUS EN EVIDENCE D'APPARITION DE BULLES DANS LA ZONE CRISTALLISEE DES COUCHES DEPOSEES PAR CVD
Author: Alexandre Douaud Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 98
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Dans les domaines de l'optique et de l'électronique, la fabrication de structures nano et microscopiques organisées nécessitent l'utilisation de méthodes coûteuses d'un point de vue énergétique mais aussi de temps de travail et de quantité de matériel : dans la plupart des cas, les structures sont fabriquées par le biais de photo-lithographie, de gravure, et de FIB (sonde ionique focalisée) sur des matériaux tels que le silicium. Ces méthodes, bien que très utilisées et maîtrisées, produisent des structures dont la surface possède une certaine rugosité causée par le processus de gravure. Une alternative, plus simple et moins coûteuse, se trouve dans l'exploitation du phénomène de démouillage qui peut se définir comme étant une diffusion de la matière gouvernée par des forces interfaciales tentant de réduire la surface entre deux matériaux. En plus des effets décrits ci-après, le démouillage permet d'obtenir une réduction de la rugosité de la surface ; propriété très importante pour une application optique. Le phénomène de démouillage est bien connu dans la littérature et particulièrement dans le domaine des recouvrements polymériques (peintures, traitements de surface, etc.) puisqu'il s'agit d'un e et néfaste causant une réduction de la surface de la couche polymérique appliquée sur un matériau (décollement, formation de gouttelettes, etc.). Mais lorsque ce phénomène est contrôlé et appliqué aux couches-minces, il peut s'avérer très intéressant pour la fabrication de structures à l'échelle microscopique voire nanoscopique. De nos jours il existe plusieurs exemples de couches-minces polymériques ayant subit un démouillage contrôlé pour des applications telles que le développement de surfaces anti-réflectives. De même, le démouillage a été appliqué à des couches-minces métalliques pour former des structures possédant des propriétés plasmoniques (Au, Ag) ou magnétiques (FePt). L'application du démouillage aux systèmes vitreux reste cependant peu développée, mais possède d'attrayantes propriétés, particulièrement pour les verres de chalcogénures. Dans cette thèse, nous discutons des différents types de démouillages appliqués aux couches minces de verres de chalcogénures, et plus particulièrement au système Agx(As20S80)100-x. L'avantage de ce système réside dans sa bonne transmission dans l'infrarouge proche et moyen, permettant ainsi de possibles applications dans cette région sous formes de guides d'ondes, résonateurs, etc. Deux méthodes de démouillages sont étudiées : la première, thermique ; la deuxième, photoII induite. Pour le démouillage induit thermiquement, les couches-minces doivent subir un traitement thermique à des températures supérieures à la température de transition vitreuse du verre a n d'obtenir une viscosité suffisamment faible pour que la tension interfaciale entre la couche-mince et le substrat cause le démouillage de l'échantillon. Cette méthode permet l'obtention de structures circulaires quasiment hémisphériques dont la taille et la forme sont contrôlables par changement de la composition chimique et des paramètres thermiques. Pour le démouillage photo-induit, nous avons utilisé différents lasers à ondes entretenues (CW) dont les longueurs d'onde d'émission sont proches de celles des bandes interdites des différentes couches-minces. Le démouillage ainsi causé par l'irradiation laser est différent du démouillage induit thermiquement. L'exposition au faisceau laser va créer des structures démouillées linéairement et de manière perpendiculaire au champs électrique du faisceau incident. En plus du phénomène de démouillage, lorsque la couche-mince est irradiée par un faisceau laser de longueur d'onde proche de celle de la bande interdite, il apparaît un processus photoanisotropique de biréfringence. Nous avons étudié l'impact des différents paramètres liés au faisceau laser tels que la densité de puissance et le temps d'exposition. Ce processus est indépendant du démouillage et va apparaître avant celui-ci.
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Les performances des composants optiques peuvent diminuer dans le temps lorsqu'ils sont soumis à un faisceau laser. Les processus de la dégradation dependent des caracteristiques du laser, des matériaux constituant l'optique testée et du milieu environnant les optiques. Cette étude s'est attachée à décrire et interprêter les mécanismes physico-chimiques responsables de la dégradation sous flux laser et en environnement contrôle de couches minces de silice, matériau prépondérant en optique. Les résultats expérimentaux indiquent que la dégradation est duee a la croissance d'une couche de contamination dans la zone soumise au faisceau laser. Un modèle phénoménologique a été proposé et validé par des simulations numériques. A partir de ces différents résultats, certaines solutions technologiques ont été testées pour tenter de réduire la contamination des couches minces sous flux laser.
Author: Charles Moisset Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 0
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De nos jours, la nano-structuration par voie laser représente un enjeu important pour les dispositifs à forte intégration. Un moyen pour améliorer la résolution lors de la structuration par laser est d'utiliser les effets optiques non-linéaires, en particulier l'absorption saturable. Cette thèse détaille le développement d'un masque de super-résolution en chalcogénure (Sb2Te3) pour la structuration à une échelle sub-micrométrique. Afin d'obtenir la super-résolution, une couche mince de Sb2Te3 est déposée sur une couche mince d'inscription. Un contrôle de la cristallisation par XRD des couches minces de Sb2Te3 après recuit classique et laser du chalcogénure, a permis d'obtenir une réponse optique non-linéaire optimale. La technique Z-scan, développée pour l'étude, a permis la quantification des propriétés optiques non-linéaires du matériau d'étude en régime fs et ns, dans le VIS et l'IR. Deux modèles ont été utilisés pour déterminer les paramètres optiques non-linéaires. L'efficacité du masque, pour la super-résolution a été caractérisée sous irradiation femtoseconde. Deux régimes de modification ont été mis en évidence, l'un réversible et l'autre non réversible, donnant respectivement une réduction de la taille du faisceau de l'ordre de 25% et 35%. La structure de l'empilement Sb2Te3/couche d'inscription, impose des mesures de tenue au flux laser des matériaux, afin de s'assurer de leurs compatibilités. Enfin un banc d'inscription laser directe a été développé, des premiers résultats sans masque, ont été obtenus. Nos estimations basées sur les résultats de la thèse, permettent d'envisager des tailles d'inscription inférieures à 50 nm avec le masque, sous irradiation UV.
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DURANT CES DERNIERES ANNEES, LE DEVELOPPEMENT DES COMPOSES III-V TELS QUE L'ARSENIURE DE GALLIUM OU LE PHOSPHURE D'INDIUM FUT SPECTACULAIRE. CES COMPOSES SONT TRES INTERESSANTS POUR LES APPLICATIONS MICRO-ELECTRONIQUES ET OPTOELECTRONIQUES. OR LES CARACTERISTIQUES DE CES MATERIAUX ET DES COMPOSANTS REALISES SONT TRES SENSIBLES A LEUR ETAT DE SURFACE ET D'INTERFACE. IL EST DEVENU ESSENTIEL DE COMPRENDRE LES MECANISMES DE FORMATIONS DES STRUCTURES POUR MAITRISER AU MIEUX LA TECHNOLOGIE DES COMPOSANTS REALISES. PLUS RECEMMENT, UN NOUVEAU MATERIAU LE SILICIUM POREUX EST APPARU COMME ETANT TRES PROMETTEUR DANS LE DOMAINE DE L'OPTOELECTRONIQUE. CELUI-CI A FAIT RECEMMENT L'OBJET DE NOMBREUSES RECHERCHES COMPTE TENU DE SES PROPRIETES LUMINESCENTES DONT L'ORIGINE EST ENCORE DISCUTEE. CES PROPRIETES SEMBLENT DEPENDRE BEAUCOUP DES ETATS DE SURFACE ET D'INTERFACE. LA PREMIERE PARTIE DE CE MEMOIRE EST CONSACRE A LA CARACTERISATION DE LA SURFACE ET DE LA CONCENTRATION EN HYDROGENE D'UN SUBSTRAT DE SILICIUM POREUX. LA SPECTROSCOPIE DES ELECTRONS RETRODIFFUSES ELASTIQUEMENT (EPES) S'EST AVEREE TRES PERFORMANTE. CETTE METHODE NOUS A PERMIS DE CALCULER LE COEFFICIENT DE REFLEXION ELASTIQUE POUR DIFFERENTES POROSITES. NOUS AVONS PU METTRE EN EVIDENCE UN CHANGEMENT DE MORPHOLOGIE DES COUCHES POREUSES LORS DE L'AUGMENTATION DE LA POROSITE. LA DEUXIEME PARTIE DE CE TRAVAIL ENTRE DANS LE CADRE DES ETUDES CONSACREES A LA REALISATION DE STRUCTURES MIS (METAL/ISOLANT/SEMI-CONDUCTEUR). NOUS NOUS SOMMES ATTACHEES PLUS PARTICULIEREMENT A L'ETUDE DE L'INTERFACE ISOLANT/SEMI-CONDUCTEUR. AFIN DE REALISER DE TELLES STRUCTURES, NOUS AVONS PROCEDE DANS UN PREMIER TEMPS A LA REALISATION DE COUCHES MINCES D'ALUMINE SUR DES SUBSTRATS DE SILICIUM (100). EN EFFET, UNE BONNE REPRODUCTIBILITE ET UN CONTROLE DES PARAMETRES D'ELABORATION DE L'ISOLANT SONT EXIGES POUR ABOUTIR A L'AMELIORATION PROGRESSIVE DE LA QUALITE DES COMPOSANTS REALISES. DANS UN SECOND TEMPS DES DEPOTS D'ALUMINE ONT ETE REALISES SUR DES SUBSTRATS DE PHOSPHURE D'INDIUM (100). EN NOUS APPUYANT SUR DES TRAVAUX ANTERIEURS FAITS AU LABORATOIRE LASMEA SUR LA STABILISATION DES SURFACES D'INP(100) PAR DES ATOMES D'ANTIMOINE, NOUS AVONS EFFECTUE DES ETUDES PHYSICO-CHIMIQUES ET ELECTRIQUES DES STRUCTURES DU TYPE HG/AL#2O#3/INP ET HG/AL#2O#3/INSB/INP. NOUS AVONS MIS EN EVIDENCE, L'AMELIORATION SENSIBLE DE LA QUALITE DE L'ISOLANT LORS D'UNE RESTRUCTURATION DE LA SURFACE D'INP PAR DES ATOMES D'ANTIMOINE, UNE REDUCTION DE LA MIGRATION DES ELEMENTS DU SEMI-CONDUCTEUR ETANT OBSERVEE. NOUS AVONS PU CORRELER L'HISTORIQUE DE LA FORMATION DES STRUCTURES A LA MESURE ELECTRIQUE FINALE, CE QUI EST PARTICULIEREMENT IMPORTANT DANS LA COMPREHENSION DES PHENOMENES SE PRODUISANT AUX INTERFACES
Author: Jacques Tardy Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 244
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ETUDE DES PROPRIETES PHYSIQUES DE COUCHES MINCES DE SI AMORPHE HYDROGENE PREPAREES PAR PULVERISATION REACTIVE. LES PROPRIETES DES COUCHES SERAIENT REGIES PAR LE BOMBARDEMENT PAR DES IONS ENERGETIQUES, PAR DES NEUTRES ET PAR DES ELECTRONS, EFFECTUE AU COURS DE LA FABRICATION DES COUCHES. ANALYSE DU PLASMA PAR SPECTROMETRIE DE MASSE. MISE EN EVIDENCE DU ROLE IMPORTANT DU BOMBARDEMENT PAR L'HYDROGENE ATOMIQUE ET DE LA POLARISATION DU SUBSTRAT
Author: Hui Li Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 176
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Le procédé PROTAL® met en œuvre de façon simultanée un nettoyage laser impulsionnel et une torche de projection thermique. Cependant, les effets physico-chimiques de l'irradiation laser n'ont pas été clairement identifiés en fonction de la nature du matériau à traiter. L'objectif de cette étude est donc d'appréhender les effets produits par l'ablation des substrats et d'étudier l'effet du traitement laser sur l'adhérence des dépôts. Les modifications morphologiques produites par l'irradiation laser à différents niveaux de densité d'énergie et de nombre de tirs ont été estimées par microscopie électronique à balayage et rugosimétrie. Les mécanismes d'interaction ont même été proposés. Les phénomènes observés traduisent des phénomènes thermiques. Il est ainsi constaté que l'interaction laser-matière dépend fortement des conditions de surface et des propriétés des matériaux. Pour tous les matériaux traités dans ces travaux, la formation de cratères induits par une ablation préférentielle apparaît dans un premier temps. Ce phénomène devient plus intensif en augmentant la densité d'énergie du laser ou le nombre de tirs. Pour les substrats d'alliages de titane, un autre aspect notable est apparu, caractérisé par un effet de lissage, lié probablement à la formation d'une couche mince de surface. Les effets du nettoyage laser sur l'écrasement des particules et le phénomène d'éclaboussure ont été constatés. L'efficacité du nettoyage de la surface, ainsi que son rôle sur les conditions favorables à la réalisation de revêtements ont aussi été mis en évidence. Il a été montré que l'éclaboussure des particules lors de leur impact sur le substrat s'associe souvent à l'évaporation de divers absorbats/condensats de surface. L'énergie des particules et la nature du substrat jouent aussi un rôle important sur le phénomène d'éclaboussure. L'effet significatif du traitement laser sur l'adhésion interfaciale semble plus lié à la création de liaisons physiques puisque l'importance de l'effet du nettoyage laser sur les divers contaminants de surface a été vérifiée. Pour l'alliage de titane, la formation d'une couche d'oxyde semble limiter la création de liaisons métalliques à l'interface. Pour l'alliage d'aluminium, la formation de cratères sous forme de cavités profondes, induits soit par une fluence laser élevée soit par le nombre d'impacts, tend à générer des effets néfastes sur l'adhésion interfaciale. Ainsi, nous remarqueront principalement que le choix des paramètres laser visant à bien nettoyer les contaminants de surface est important afin d'assurer une surface propre sans dommage avant la projection de particules.
Author: Bruno Leconte Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 0
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Ce memoire traite de la photosensibilite de fibres optiques en silice sous l'effet d'insolations realisees a l'aide d'un laser a arf. La realisation de l'etude a necessite la mise en place d'un nouveau dispositif d'inscription de reseaux de bragg. Les variations d'indice de refraction photoinduites dans les fibres optiques sont estimees en mesurant les caracteristiques spectrales de reseaux de bragg photoinscrits. Nous presentons une etude detaillee des conditions d'utilisation de ce dispositif. Nous discutons des hypotheses usuellement formulees lors de l'exploitation de la mesure des caracteristiques spectrales des reseaux de bragg. La seconde partie du memoire porte sur la photosensibilite de fibres dont le cur est dope par de l'oxyde de germanium. Nous montrons que les inscriptions de reseaux de bragg sont plus rapides lorsque #p = 193 nm que lorsque #p 244 nm. Cependant, lors de l'utilisation du laser a arf, l'insolation conduit frequemment a des cinetiques de croissances de reseaux de type iia. L'etude des mecanismes microscopiques mis en jeux lors des insolations uv nous a amene a proposer une methode originale d'utilisation du modele de kramers-kronig. L'insolation d'une fibre en silice par un rayonnement ultraviolet peut se traduire par differents effets indesirables. L'etude de la photosensibilite de fibres aluminosilicates dopees par des ions erbium a permis de mettre en evidence le caractere penalisant pour la realisation de lasers a fibres, des insolations realisees sur des fibres prealablement hydrogenees. Par ailleurs, nous avons etudie la photosensibilite d'un type de fibres en silice a cur dope par de l'azote. Il a ete possible d'induire des variations d'indice de refraction superieures a 110##3. Ces variations d'indice de refraction photoinduites sont extremement resistantes a l'elevation de temperature et aux radiations gamma.
Author: JEAN-FRANCOIS.. PERAY
Author: JEAN-FRANCOIS.. PERAY
Author: MOHAMMED.. ELLIQ
Author: Jean-Guy Maillou
Author: Alexandre Douaud
Author: Sébastien Becker
Author: Charles Moisset
Author: Christine Robert-Pierrisnard
Author: Jacques Tardy
Author: Hui Li
Author: Bruno Leconte