Élaboration de photoconducteurs d'InGaAsP par implantation d'ions de fer pour des applications en imagerie proche-infrarouge et spectroscopie térahertz

Description : Doctorant : André Fekecs

Directeur de recherche : Richard Arès

Codirecteur de recherche : Paul Charrette

Président du jury : Saïd Elkoun

Résumé :

Les semi-conducteurs semi-isolants sont des matériaux prisés pour leur grande résistivité, leur forte densité de défauts ainsi que leur court temps de vie de porteurs. Ils sont attrayants pour obtenir un effet photoréfractif utilisé en imagerie holographique ou pour former des photoconducteurs ultrarapides utilisés comme sources et détecteurs en spectroscopie térahertz. Dans cette étude, nous proposons de fabriquer des matériaux photoconducteurs semi-isolants qui opèrent à 1.3 µm et 1.55 µm en modifiant une hétérostructure d’InGaAsP/InP avec un procédé basé sur l’implantation ionique à haute énergie suivi d’un recuit rapide. Mon projet de doctorat est axé sur l’exploration des principaux paramètres de fabrication, tels la fluence d’ions de fer, la température d’implantation et la température de recuit et la validation des caractéristiques électriques, optiques et structurales obtenues. Afin de favoriser une bonne isolation électrique associée à l’incorporation de fer, tout en maintenant une bonne qualité cristalline après recuit, nous avons montré qu’il est préférable d’éviter l’amorce de l’amorphisation de l’InGaAsP lors de l’implantation. Cependant, pour fabriquer des couches résistives et réduire le temps de recombinaison des photoporteurs sous la picoseconde, nous privilégions l’amorphisation complète et la recristallisation, ce qui produit une forte densité de défauts structuraux qui dépend de la température de recuit.