Qualification de différents matériaux silicium en vue de la réalisation sur le même substrat de transistors dédiés à différentes applications

Durant cette thèse, nous nous sommes intéressés à la fabrication de transistors en couches minces de silicium amorphe, microcristallin ou cristallisé par laser. La première phase du travail concerne l'étude de la cristallisation de la couche active des transistors par un laser continu Nd : Yag. Les couches cristallisées avec une énergie E = 3.64 W, ont des grains de taille maximale. Les transistors de type N présentent des mobilités d'environ 630 cm2/V.s. Cependant, ces transistors présentent une grande dispersion de la mobilité de l'ordre de 15% et surtout une variation aléatoire, inacceptable, du courant inverse d'un transistor à son voisin. L'énergie de 3.12 W semble être le meilleur compromis possible entre une bonne mobilité et une homogénéité acceptable, de l'ordre de 5%. Elle aboutit à une mobilité de 390 cm2/V.s. La taille des grains issus de cette cristallisation, induit des performances différentes des transistors selon leur orientation par rapport au balayage du laser. Les transistors parallèles présentent une mobilité moyenne de 390 cm2/V.s alors que les transistors perpendiculaire voient la mobilité chuter à 240 cm2/V.s.Dans la seconde partie de ce travail nous somme intéressés à la faisabilité de transistors stables fabriqués à basse température. Les transistors réalisés avec des couches de silicium amorphe déposé par filament chaud donnent des résultats intéressants particulièrement une grande mobilité d'effet de champ ((= 1.3 cm2/V·s). Ils sont par contre aussi instables que les habituels transistors au silicium amorphe. Par contre les transistors fabriqués à partir de silicium microcristallin présentent une très bonne stabilité. De très grandes mobilités d'électrons (40 cm2/V·s) sont obtenues avec des transistors réalisés à partir de couches micrcristallines déposées aussi bien par filament chaud que par PECVD. Ces résultats confirment la possibilité d'utiliser le silicium microcristallin comme alternative au silicium amorphe dans les écrans plats La valeur de la mobilité de trous obtenue 1.15 cm2/V·s, jamais atteinte auparavant avec ce type de matériau, est quant à elle suffisante pour envisager la réalisation de circuits CMOS.RENNES1-BU Sciences Philo (352382102) / SudocSudocFranceF