Ingénierie de surface maîtrisée à l’échelle nanométrique de films de type polyphosphazène comme support de passivation sur InP

Les dispositifs opto-microélectroniques basés sur InP (III-Vs) souffrent d'instabilités chimiques interfaciales ou superficielles en raison de l'oxydation spontanée de leur surface. Un simple contact avec l'air conduit à une formation incontrôlée d'oxydes de surface, corrélée à une dégradation du réseau de surface et à la perte des propriétés électriques. Au sein du groupe EPI a été développée des techniques électrochimiques (voltamétrie cyclique, chronopotentiométrie et chronoampérométrie) permettant de protéger InP par un film de type polyphosphazène. Le traitement électrochimique se fait dans l’ammoniac liquide à -55°C et sous pression atmosphérique. Les résultats obtenus après ces traitements électrochimiques sont systématiquement couplés à des analyses de surface (principalement de l’XPS) effectuées à l’ILV. La maitrise de la passivation de l’interface InP/NH3 liquide fait suite à de nombreux travaux dans le groupe EPI de l’ILV. De ces études ressortent un modèle idéal de l’interface après passivation aussi bien d’un point de vue des données électrochimiques que par analyses spectroscopiques de surface. Ce modèle idéal de passivation a été essentiellement étudié sur n-InP 1018 (dopé soufre et de concentration 4.9 ×10^18 atomes.〖cm〗^(-3)). Cependant, selon la technique de passivation utilisée, une disparité de la charge coulométrique est observée. Les signatures XPS, présentent aussi quelques fluctuations. Ainsi une étude statistique est faite sur n-InP 1015, p-InP 1017 et n-InP 1018 pour vérifier si la structure réelle du film est en accord avec le modèle idéal. Des stratégies sont mises en place pour comprendre l’origine de ces disparités et afin d’étudier le mécanisme fondamental de la formation de ce film. Ceci permettra d’estimer la charge anodique nécessaire pour la formation d’un film couvrant et de déterminer son épaisseur.Pour compléter l’étude de la stabilité du film ainsi que son caractère couvrant, différentes caractérisations qui sont complémentaires sont développées dans cette thèse. Une caractérisation électrochimique (évolution de la droite de Mott-Schottky) corrélée à une caractérisation de l’extrême surface par XPS (suivi de la stabilité du film à l’air).Une caractérisation chimique de la surface après la fonctionnalisation du groupement amino du film est réalisée. Cette caractérisation est effectuée en collaboration avec le groupe de chimie organique ECCO (Electrosynthèse Catalyse et Chimie Organique) de l’ICMPE (Institut de Chimie et de Matériaux Paris-Est).Et enfin une caractérisation physique de surface (TRPL et MPL) propose une approche originale pour valider cette stabilité du film et pour vérifier ses caractéristiques optiques et électronique. Cette étude est faite en collaboration avec l’Institut PhotoVoltaïque d’Île de France (IPVF).