Rеvuе des Energies Renouvelables
Volume 12, Numéro 2, Pages 249-256
2009-06-30
Etude De L’influence De La Puissance De Dépôt Sur Les Propriétés électriques De Films Minces D’oxyde De Zinc Non Dopé
Auteurs : Bouderbala M. . Hamzaoui S. . Adnane M. . Sahraoui T. . Zerdali M. .
Résumé
La réalisation de films d’oxyde de zinc par pulvérisation cathodique est largement répandue en raison des multiples avantages qu’offre cette technique. Nous avons élaboré, au laboratoire, des couches minces de ZnO par ce procédé et nous en avons étudié l’évolution des caractéristiques en fonction de certains paramètres de dépôt. Dans cet article, l’attention a été focalisée sur la puissance de dépôt radiofréquence appliquée à un plasma d’argon qui sert de gaz pulvérisateur. L’étude a montré que l’influence de la puissance de dépôt s’est particulièrement manifestée dans la vitesse de croissance et dans les propriétés électriques. Ainsi, pour des substrats disposés perpendiculairement à la cible, la vitesse de croissance des couches est passée de ~ 140 à 390 nm/h, lorsque la puissance étudiée passe de 50 à 200 W. L’effet de la puissance s’est également manifesté dans les propriétés électriques. Pour des échantillons de faible épaisseur (<∼ 0.25 - 0.30) μm la résistivité électrique ρ des films décroît avec la puissance, tandis que la mobilité μ des porteurs de charge et leur concentration n croissent. Les valeurs mesurées de ρ, μ et n, dans l’intervalle de puissance 50 - 200 W et pour une épaisseur des couches égale à 100 nm, valent respectivement (147 - 6.19) × 10-5 Ωm, (2.7 - 6.8) cm2V-1s-1 et (4.06 - 14.8) × 10 25 m-3. Pour des échantillons de plus grande épaisseur (> ∼ 0.25-0.30) μm, la résistivité électrique est plutôt constante et, donc, indépendante de la puissance de dépôt. Elle vaut ∼ (1.5 - 2) × 10-5 Ωm pour une couche d’épaisseur égale à 0,9 μm. La mobilité et la concentration des porteurs de charge affichent également, dans cette gamme d’épaisseurs, un comportement indépendant de la puissance de dépôt et sont plutôt constantes. Les valeurs mesurées de ces deux grandeurs valent respectivement ∼ (44 - 48) cm2V-1s-1 et ∼ 1026 m-3 dans une couche d’épaisseur égale à 0,9 μm. L’interprétation de ces résultats a été faite en termes de comportement de la microstructure et des joints de grain dans les échantillons.
Mots clés
Couches minces, Oxyde de zinc, Puissance de dépôt, Propriétés électriques, Joints de grain.
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