Élaboration et caractérisation physique des films oxydes ITO, ZnO et ZnO

Abstract

Dans ce travail, nous avons étudié les propriétés physiques des films oxydes : ITO/Si, ZnO/Verre, AZO/Verre et AZO/Si préparés à différentes épaisseurs. Les films ITO ont été déposés sur un substrat de Si (100) par pulvérisation cathodique RF pour des épaisseurs allant de 61 et 768 nm. Ces films sont polycristallins avec la texture <100>, et ont subi une compression qui décroît avec la croissance de l’épaisseur e. Les images MEB et AFM montre une surface lisse avec des grains de forme pyramidale et une rugosité RMS qui augmente lorsque e augmente. La résistivité ρ et la mobilité μ de ces films augmentent quand e croît, tandis que la concentration n diminue. Le recuit à l’air libre à T=400°C pendant 60 mn améliore les propriétés structurales et donne des films plus rugueux. Il conduit à une diminution de ρ et de μ où la plus faible valeur de ρ égale à 5,52x10-4 Ω.cm et à une augmentation de la concentration n. Les films ZnO/verre, ZnO:Al/verre et ZnO:Al/Si(111), ont été déposées par la méthode sol gel en utilisant la technique dip-coating à différentes épaisseurs (523 nm à 1180 nm). Les films sont polycristallins présentant une orientation préférentielle en générale suivant l'axe c. Les films ZnO non dopés présentent une surface compacte, dense et granulaire, une bonne transmission et une résistivité de l’ordre de 10+2 Ω.cm. Le dopage à l’Al (1,5%) conduit à des films moins rugueux avec une forte amélioration des propriétés optiques et électriques. Le dépôt des films AZO sur Si (111) présente une structure polycristalline avec une forte intensité du plan (002) et une rugosité RMS en général plus grande. Les films déposés sur Si sont plus résistifs et présentant une concentration n plus faible. La résistivité de ces films diminue lorsque e croît de 523 à 1042 nm et atteint une valeur minimale pour le film d’épaisseur 1042nm.