Caractérisation de couches minces ZNO élaborées par pulvérisation cathodique

Abstract

L’oxyde de zinc (ZnO), déposé sous forme de couches minces, est couramment employé en

raison de son important potentiel d’utilisation dans les dispositifs électroniques (transducteurs, capteur

à gaz) ainsi que dans la conversion photovoltaïque (cellules solaires). Le présent travail consiste à

étudier l’influence des paramètres de déposition des couches de ZnO sur des substrats en verre. Des

couches minces d’oxyde de zinc sont déposées sur des substrats en verre sodocalcique par la

méthode de pulvérisation cathodique (Sputtering) dans différentes conditions expérimentales

(pression de pulvérisation, pourcentage de gaz réactif (O 2

) dans le mélange gazeux (Ar/O

2) et

puissance injectée dans la décharge. Nous avons réalisé plusieurs séries d’échantillons revêtus que

nous avons caractérisées sur le plan structural, optique, mécanique et électrique. Les résultats

obtenus montrent que l'augmentation de la pression de pulvérisation entraîne l’augmentation de la

transmission optique des échantillons revêtus. L’augmentation de la pression provoque une diminution

de la dureté Vickers des couches d’une manière quasi-linéaire. La ténacité diminue aussi lorsque la

pression de pulvérisation augmente, elle est de l’ordre de l’unité (1 MPa√m) pour une pression de 20

mTorr et une faible charge (0,2 N). D’autre part, elle diminue sensiblement d’une façon presque

linéaire en fonction de la charge appliquée.

L’analyse des spectres DRX montre que les couches réalisées présentent une orientation

préférentielle (002) pour des faibles pressions (inférieurs à 100 mTorr). La résistivité électrique

diminue avec la pression pour devenir sensiblement constante à des pressions élevées. Nous avons

observé aussi qu’elle augmente d’une façon importante en fonction du pourcentage d’oxygène et la

puissance de décharge