Analyse des propriétés de transport électrique dans le silicium sur isolant — Utilisation du pouvoir thermoélectrique - Archive du Journal de Physique Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Revue de Physique Appliquée Année : 1982

Analyse des propriétés de transport électrique dans le silicium sur isolant — Utilisation du pouvoir thermoélectrique

G. Ghibaudo
G. Kamarinos
  • Fonction : Auteur

Résumé

L'utilisation du pouvoir thermoélectrique (PTE) pour l'étude des propriétés de transport des semiconducteurs inhomogènes est proposée lors de ce travail. Plus particulièrement le Silicium sur Saphir (SSI) de type N (couche mince de silicium, inhomogène dans le sens de sa croissance épitaxiale) sert de matériau de référence et de test. Une étude théorique d'abord, de la conductivité électrique, de l'effet Hall et du PTE de tels échantillons est présentée; les variations des mobilités et des densités de porteurs avec la température dans les différentes parties de l'échantillon inhomogène sont prises en considération. Un modèle théorique numérique pour des matériaux pouvant être considérés comme étant constitués de deux couches à propriétés différentes (matériaux bicouches) est ensuite établi. A l'aide de ce modèle théorique une comparaison détaillée entre l'effet Hall et le PTE relativement à leur pertinence pour l'étude d'un matériau bicouche est effectuée. Nous montrons ainsi que les mesures du PTE sont beaucoup plus sensibles aux inhomogénéités que les mesures d'effet Hall. Dans le cas du SSI l'étude de la sensibilité du PTE (S ) et de la conductivité électrique (σ) en fonction des variations des paramètres globaux de transport montre que les mesures conjuguées de σ et de S peuvent s'avérer suffisantes pour une caractérisation efficace et satisfaisante du matériau dont un des principaux problèmes est son inhomogénéité épitaxiale. Des mesures effectuées sur des échantillons de SSI dopés au phosphore sont ensuite présentées et analysées. Ces échantillons d'une épaisseur de 0,7 μm, sont étudiés dans une gamme de température de 77 K à 360 K. A partir des variations de leur conductivité électrique et de leur PTE nous déduisons leurs paramètres de transport (densités et mobilités des porteurs ainsi que leurs variations). Les échantillons étudiés correspondent bien au modèle théorique bicouche que nous avons élaboré. Ils présentent une structure N-N+. La couche dégénérée N+, d'une épaisseur déduite de 150 Å, constitue la région de transition entre le substrat isolant et la partie principale monocristalline du film. Elle pourrait être soit une région surdopée soit une couche d'accumulation forte.
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jpa-00244981 , version 1 (04-02-2008)

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Citer

G. Ghibaudo, G. Kamarinos. Analyse des propriétés de transport électrique dans le silicium sur isolant — Utilisation du pouvoir thermoélectrique. Revue de Physique Appliquée, 1982, 17 (3), pp.133-143. ⟨10.1051/rphysap:01982001703013300⟩. ⟨jpa-00244981⟩

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