Propriétés optiques et structurales du silicium nanocristallin déposé par pulvérisation cathodique radiofréquence à effet magnétron

Abstract

Nous avons étudié l'effet de la pression de l’hydrogène et la pression de l’argon sur les propriétés optiques et structurales des couches minces de silicium hydrogéné déposées par la pulvérisation cathodique radio- fréquence à effet magnétron. Les résultats montrent qu’avec les conditions de dépôt utilisés, la vitesse de dépôt diminue, avec l'augmentation la pression de l’hydrogène. L'augmentation la pression de l’hydrogène est également accompagnée d’une transformation structurale du volume de nos couches de l'état amorphe vers une phase cristalline. Une preuve claire et complémentaire de ces changements structuraux est obtenue à partir des mesures de diffraction des rayons X. Ces résultats suggèrent l'existence d'un seuil de pression de l’hydrogène autour de 20 mtorr, pour lequel la cristallisation se produit. Augmentation de la phase cristalline, avec une orientation préférentielle suivant le plan (111), est accompagnée d’une densification du matériau lorsque la pression de l’hydrogène augmente. On a remarqué par contre que lorsque la pression d’argon passe de 6.7 à 9 mtorr le matériau devient de plus en plus poreux avec une diminution de la fraction cristalline. A la lumière de ces résultats, il apparaît que, dans nos conditions de plasma et en particulier pour les basses températures (Ts=100°C) de dépôt, la puissance radiofréquence joue un rôle dominant dans le changement de la microstructure du matériau et sur la fraction cristalline intégrées dans la matrice amorphe.