Conclusion du chapitre 3

Dans ce chapitre, nous avons déterminé les conditions expérimentales permettant l’élaboration de couches d’oxynitrure de silicium contenant des nanoparticules de silicium. La composition des films est non seulement dépendante du rapport des flux de gaz R = N₂O/SiH₄ mais aussi de l’injection de l’argon et de l’azote dans le plasma pendant les phases de dépôt.

Nous avons constaté que la modification de la composition des couches et de l’excès de silicium agit directement sur la taille des nanoparticules de silicium. L’utilisation de trois modèles de formation de nano particules a permis de mettre en évidence l’influence de l’excès de silicium et de la matrice sur la croissance des nanoparticules. Les coefficients de diffusion apparents D_Si du silicium ont été extraits à partir de ces modèles.

Par ailleurs, la modification de la composition a aussi permis d’obtenir des propriétés optiques différentes. Par exemple, l’absorption augmente avec l’excès de silicium. Cela est en accord avec le phénomène de confinement quantique. L’indice de réfraction varie de 1,5 à 3 et les films photoluminescent entre 400 et 1000 nm suivant ses propriétés.

Enfin, nous avons montré que la cristallinité des nano particules dépend de l’excès de Si mais aussi de la matrice autour des nano particules. Par exemple, plus la matrice contient de l’azote, plus le taux de cristallinité des nps sera faible.

Dans ce chapitre, nous avons réalisé des ncs dans des films minces de SiON pouvant être utilisés dans des applications PV. Toutefois, ces nanocristaux se trouvent dans un diélectrique qui ne facilite pas le transport de charges photogénérés. La probabilité d’avoir une distance permettant d’obtenir par exemple un effet tunnel entre des nanocristaux est bien faible suivant certaines conditions de dépôt. Dans cette optique, il nous a paru important de doper ces films et d’observer la situation des dopants par rapport aux films et particulièrement par rapport aux nanocristaux. Cette étude est l’objet du chapitre 4.

Références du chapitre 3

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