Caractérisation des couches et multicouches de différents types de silicium poreux oxydé.

Abstract

Dans ce travail, nous avons étudié et modélisé des différentes propriétés (permittivité diélectrique, indice de réfraction, thermique et mécanique) du silicium poreux oxydé et non oxydé pour améliorer les performances du silicium poreux. Nous présentons une solution analytique qui permet la prédiction les différentes propriétés à l'aide d'une structure série-parallèle en se basant sur le modèle Vachon et Cran. La structure fractale de matériaux poreux a été caractérisée par la théorie fractale, a permis l’utilisation du modèle Menger Sponge qui nous a permis une meilleure prédiction, la comparaison entre les différents cas et le choix du meilleur modèle. Les résultats trouvés sont en accord avec ceux avancés par l’expérience. Dans cette étude nous avons fabriqué des échantillons de différentes porosités et épaisseurs avec différentes tailles des pores, en se focalisant sur le silicium méso-poreux obtenue par une gravure électrochimique d’un wafer fortement dopé P++. Ainsi leurs caractéristiques morphologies (MEB, FIB, AFM) sont étudiées. Nous nous sommes ensuite intéressés aux propriétés mécaniques du silicium mésoporeux nanostructuré et à l’amélioration de celles-ci par oxydation à cause de sa fragilité. Ces échantillons ont été caractérisés par la technique de nano-indentation à l’aide d’un pénétrateur Berkovich en diamant. Les résultats obtenus ont permis de relier la dureté et le module de Young de ces couches à leurs caractéristiques structurales, notamment à leurs porosités. L’impact de l’oxydation sur les propriétés mécaniques du silicium poreux a ainsi pu être mis en évidence et évalué.