Abstract:
Ce travail avait pour objectif la déposition des couches minces semi-conductrices sur
des substrats de verre par la technique de déposition bain chimique (CBD). Certains
facteurs ont été optimisés (pH, température et temps de dépôt) pour améliorer la
qualité et les propriétés des couches minces. Le dopage nous a permis d’améliorer la
qualité des couches minces et de diminuer la taille des grains.
La caractérisation de nos composés a été effectuée par analyse
radiocristallographique (DRX) et par microscopie électronique à balayage afin de
vérifier la cristallinité des échantillons, déterminer les phases en présence et la taille
des grains. Les propriétés optiques des échantillons ont été déterminées par
spectroscopie UV-visible, pour déterminer l’indice de réfraction et le gap. L’analyse
par spectroscopie Infra-Rouge nous a permis de déterminer les groupements présents
dans les différents composés.
La diffraction des rayons X a montré que le ZnS apparait à partir d’une température
de 85°C avec un temps de pose de 4 heures. A 90°C, l’analyse DRX montre du ZnS
pur de structure sphalérite cubique. Les couches minces déposées pendant 1, 2 et 3
heures montrent une seule phase identifiée comme du ZnO de structure würtzite
(hexagonale). L’utilisation d’un bouchon pour fermer le bêcher, nous a permis
d’éviter l’oxydation du zinc par l’oxygène de l’air et d’améliorer la qualité des
couches minces.
La préparation des couches minces de ZnS dopées par le cuivre à plusieurs
concentrations (1, 3, 5%) a été réalisée avec les conditions optimums d’élaboration du
ZnS (T=90°C, pH=12,8 et t=4h). L’analyse DRX nous permet de confirmer la
formation des solutions solide de substitution ZnS-Cu. La taille des grains de nos
échantillons est nanométrique (7-50nm).
La spectroscopie UV-visible nous a donnée des valeurs de transmittance comprises
entre 40% et 70%. Cette dernière valeur est obtenue pour le dépôt effectué à t=5h,
pH=13 et T=90°C, et pour le dopage à x=5%de Cu.
L’indice de réfraction est inversement proportionnel à l’épaisseur des couches
déposées et du temps de pose.par contre, l’énergie de gap augmente avec le temps et l’épaisseur de la couche.
