Caracterisation des dispositifs photovoltai'ques au a-Si:H

Groupecles couches minces, Dipartetnent de genie physique, ~ c o l e Pol~techtzique, C.P. 6079, Succursale "A" , MorztrCal (Quebec), Cnrzada H3C 3A7

Groupe des co~rclzes rnitzces, Departenzetzt de physique, Urziversite' de Morztreal, C.P. 6128, Succltrsale "A", Motztre'al (Que'bec), Catzarla H3C 357

La premiere partie de cet article prCsente la c~acterisation du silicium amorphe hydrogin6 (a-Si:H) B I'aide de la spectros- copie vibrationnelle infrarouge et de la dCtection nucliaire par recul Clastique : le matCriau ClaborC est essentiellement constituC de liaisons de types Si-H et Si-H,. La deuxieme partie indique les performances des dispositifs au a-Si:H: les photopiles B jonctions pin ont un rendement de 5,3% tandis que des photodiodes intCgrCes aux guides d'onde optique planaires presentent un temps de montCe de 1,2 ns avec une sensibilitk de 98.8 mA W - ' .

The first part of this paper presents the physicochemical structure of hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) deduced from infrared absorption and elastic recoil detection techniques. The second part indicates the performance of a-Si:H devices: pin photocells have a conversion efficiency of 5.3%. Detectors integrated on planar optical waveguides present a rise time of 1.2 ns and a sensitivity of 98.8 mA W ' .

Can. J. Phys. 69. 530 (1991)

priparC par dCcomposition plasma du silane, SiH,, le sili- cium amorphe hydrogCnC (a-Si:H) peut &tre depose en couches minces conformes avec des configurations optoClectroniques (Schottky (5) ou pin (6)). I1 prCsente un coefficient d'absorption ClevC et une facilitC de dCp6t sur divers substrats (verre, Si et GaAs) a basse tempkrature. En outre on peut mettre a profit la possibilitC d'obtention de photocourant transitoire ultra rapide pour rCaliser des ditecteurs photoniques intCgrCs sur des guides d'onde optique et 2 large bande passante (7, 8). L'avantage Cconomique qu'il possede sur d'autres matCriaux (GaAs, Si.. .) le rend attrayant, soit pour ces types de dispositifs, soit pour les photopiles solaires a grande surface. Les propriCtCs photo- conductrices du a-Si:H demeurent cependant fortement dCpen- dantes de sa structure physico-chimique (9-1 l) , ce qui exige des conditions optimales d'klaboration du matCriau.

Les rCsultats que nous prCsentons ici proviennent aussi bien de I'Ctude du matCriau (a-Si:H) que de la caractkrisation des dispositifs dont les performances attrayantes sont mises B profit pour rCaliser des photodiodes et photopiles.

Les Ctudes spectroscopiques (IR) et de dCtection par recul Clastique effectuCes sur le a-Si:H rCvelent, d'une part, l'exis- tence dlimpuretCs telles que le carbone et l'oxygkne (essen- tiellement 1ocalisCes en surface) et, d'autre part, la prCsence d'hydrogkne se trouvant majoritairement dans une configura-

FIG. 1. Effet de la puissance incidente lors du dCpBt sur la concen- tration d 'hydrogen~dans le a-Si:H.

- s :

--

--

--

--

I. Introduction J o

L'utilisation des photodCtecteurs se rCpand de plus en plus - t' car ces dispositifs trouvent application dans la caractirisation 3 5 - -

z. des lasers ultra rapides ou des composants optiques (modula- W

Cj 0

teurs, multiplexeurs, guides d'onde optique) a grande vitesse x 3 0 - -

(1-4). Ce dCveloppement a eu comme rCsultat un intCr&t crois- 9 - - b

sant dans l'intkgration des circuits optoClectroniques. C'est ainsi 2 j - - que I'intCgration des dCtecteurs photoniques sur un guide d'onde + -!

E s'avere &tre une technique essentielle pour I'optique intCgrCe. + l o - -

De plus, l'adoption des configurations Schottky ou pin rendent Y ces dispositifs autonomes (sans polarisation externe) donnant 0 u

ainsi les avantages d'une conservation des puissance, d'un cou- I 5

tion monohydride, caractkristique des meilleurs photo- conducteurs. Les mesures Clectriques (capacitance et courant- tension) montrent que ces dispositifs se comportent comme une diode ayant un facteur dlidCaIitC de 1,25 et une rectification d'environ lo3 entre -0,5 et 0 ,5 V. L'existence du champ interne offre 2 ces photodiodes un fonctionnement autonome (sans polarisation externe) et une vitesse de commutation supC- rieure B celle des transistors au a-Si:H. En effet, on peut opCrer ces photodiodes sans polarisation ii une frCquence de 100 MHz et un temps de montCe de 2 ns. Ce dernier est rCduit a 1,2 ns sous une polarisation inverse de 4,5 V. Ces rCsultats font des photodCtecteurs au a-Si:H un champ d'CxpCrience tres interessant.

rant de saturation faible et d'une efficacitC quantique 5 1 0 I 5 2 0 2 5 3 0 3 5 4 0 4 5

acceptable. i'LJISSANC1.: ( W )

I I I I I I I I I I I I I

CI

, . - !-: 1

, i;i ,'

/ /

/

/

/

/ / !:I

9 /

,:Y , E !3

I I I I I I I I I 1 I I I I

2. Preparation Le guide d'onde planaire est prkalablement fabriquC (12) par

diffusion ionique de potassium sur du verre (Coming 021 1). L'integration du photodetecteur est par la suite rCalisCe en adop- tant des configurations Schottky et pin. Cette demiere s'obtient aussi par dCcomposition plasma du silane (PECVD) (13) en

Can

. J. P

hys.

Dow

nloa

ded

from

ww

w.n

rcre

sear

chpr

ess.

com

by

SAV

AN

NA

HR

IVN

AT

LA

BB

F on

11/

10/1

4Fo

r pe

rson

al u

se o

nly.

DlAWARA ET A L

FIG. 2. Spectre d'absorption du a-Si:H

TABLEAU 1 . Parametres de croissance des pin au a-Si:H

Couche

TempCrature ("C) Pression (mTorr) Tension aux

Clectrodes (V) DensitC de puissance

(mW cm-') Debit du

melange gazeux (cm7 min- ')

Epaissrur (km) ConductivitC (R cm)- '

2,35 2.35 2,35 15

(Avec un melange SiH,:B2H, = 1:IO-j) SiH, = 10 S$,:PH, = 8:0,7

o,o3 0,5-I ,o a 4,03 2,6 x lo- ' 9,5 x lo-' 3,3 x

adjoignant de la phosphine ou du diborane au silane lors de la croissance de la couche n et p respectivement. Les parametres de dCposition sont indiquCs au ~ableau 1. La premikre Clectrode est une fine couche (90-100 A) semi-transparente de chrome (Cr) CvaporCe sur le guoide d'onde, la seconde en A1 et ayant une Cpaisseur de 2000 A est CvaporCe sur la couche n a travers un masque de 6,36 x lo- ' cm2 de surface. Pour les photo- piles, l'klectrode de la surface active a un diamktre de 0,5 cm.

Une sCrie d'Cchantillons de a-Si:H a CtC realiske dans des conditions d'Claboration diffkrentes dans le but d'optimiser la qualit6 du film amorphe. Les paramktres de dCp6t~concernCs Ctaient essentiellement :

(i) La tempCrature du substrat (250-300°C) et la pression (200 a 300 mTorr ( I Torr = 133,3 Pa)) lors du dCp6t affectent peu la concentration d'hydrogkne (variation infkrieure a 5%) dans le film. Cependant on a observC une importante dChydro- ghation aprks un recuit a 400°C durant 10 s.

(ii) La puissance incidente a une grande influence sur le taux

de dCp6t et la concentration d'hydrogkne; cette derniere cor- rClation est indiquCe sur la figure 1 oh la concentration croit de 13,5 a 37,6% pour des puissances de 8 2 40 W respectivement.

3. Proprietes physico-chimiques du a-Si:H 3.1. Absorption infrarouge

La spectroscopie d'absorption IR permet d'obtenir des informations structurales de mEme que les propriCtCs physico- chimiques du a-Si:H. La figure 2 montre le spectre d'absorbance obtenu 2 l'aide d'un spectrom2tre IR 2 transformCe de Fourier (FTIR) BOMEM sCrie DA3.16. Lors des mesures, la rksolution sClectionnCe Ctait de 4 cm- I . On y trouve des zones d'absorp- tion classiques dCja rapportees par d'autres chercheurs (14, 15). Ces bandes d'absorption correspondent aux vibrations de valence (stretching mode) voisins de 2000 cm- ' et vibrations de valence (stretching mode) voisins de 2000 cm- ' et celles de dCformation (wagging mode) autour de 640 cm- ' des liaisons

Can

. J. P

hys.

Dow

nloa

ded

from

ww

w.n

rcre

sear

chpr

ess.

com

by

SAV

AN

NA

HR

IVN

AT

LA

BB

F on

11/

10/1

4Fo

r pe

rson

al u

se o

nly.

CAN. J . PHYS. VOL. 69. 1991

[ I-L3-9-0- r @ SlLlClUM A OXYGLNL A CARBONL x 5 0 ALUMINIUM

HYDROGENE

0 2 5 50 7 5 100 125 150 175 200

FIG. 3. Profils des divers ClCments dans le a-Si:H dCposC sur I'aluminium, le hbstrat Ctant du verre

TABLEAU 2. Paramktres des photodiodes

Photodiodes

Paramktres Schottky

Cr-a-Si:H pin

I,, (nA)

v', ( V )

Si-H, avec des contributions des liaisons Si-H, centrCes a 2090, 845 et 640 cm- ' . A ces frkquences de vibration s'ajoute une autre a 1130 cm- ' due aux liaisons C-Si et 0-Si, le car- bone et l'oxygene Ctant des contaminants pouvant Ctre incor- pores dans le film lors du dCp6t (en faible concentration) ou adsorb& a la surface au moment de l'exposition a l'air ambiant. Dans le but de quantifier la concentration d'hydrogene on &a- lue l'absorption integrCe I, par :

[I] I , = ] "'"'do o

oh a (0) est le coefficient d'absorption du film i la friquence o ; le nombre de liaisons hydrogeniques, N,, contribuant a une bande donnee est exprim6 par la relation :

ou A, est un facteur empirique Cgal a 1,6 x 10" atm cm-' pour le mode i 640 cm- ' et a 1,4 x 10" atm cm-' pour le mode a 2000-2100 cm- ' . On a obtenu pour ces films des concentrations d'hydrogene C, :

Ces films amorphes, formis majoritairement de monohydrures, sont de bons photoconducteurs.

3.2. De'tection pa r recul e'lastique Dans la technique de dCtection par recul Clastique (DRE), les

elements lCgers sont projetis 2 llextCrieur du film amorphe sous l'action d'un faisceau CnergCtique d'ions lourds (35C1 a 30 MeV). Nous sCparons les masses et les Cnergies des 616- ments ainsi que la retrodiffusion Rutherford des ions par la mCthode du temps de vol. Des dCtails relatifs a cette technique sont rapportCs ailleurs (16, 17).

L'Cchantillon de a-Si:H qui est analysC est dCposC (dans les mCmes conditions que ceux analysCs par l'infrarouge) sur 2000 A environ &aluminium. Ce dernier est Cvapore sur du verre 7059. La f i g r e 3 donne une Cvaluation de la composition chimique et son profil a travers le film amorphe. L'absence d'impuretCs telles l'oxygene ou le carbone (inferieur a 0,1% du Si, limite de risolution du systeme) dans le matCriau est une indication de sa bonne qualite. Un pic de carbone est observi en surface d13 2 l'exposition i l'air ambiant avant l'analyse. La dCtection des differents elements dans le a-Si:H, de m&me que la concentration de l'hydrogene, CHICs, = 19,3%, repartie uni- formkment dans le film (voir figure 3) corroborent les mesures d'absorption IR. Connaissant 1'Cpaisseur du a-Si:H, 0,4 Fm, on en dCduit sa densite p,.,, , = 2,O g cmP3; soit 87% de celle du cristallin. On peut ainsi constater que l'emploi de la micro- analyse nuclCaire complete et confirme, d'une part, les risultats de la spectroscopie vibrationnelle infrarouge et, d'autre part, que ces deux techniques permettent de dCfinir les paramktres dlClaboration optimaux pour le a-Si:H.

4. Proprietes electriques des dispositifs 4.1. Caracte'ristique I-V des photopiles

La caractkristique courant-tension, I-V, a I'obscuritC, des structures Schottky et pin est decrite par la relation :

Can

. J. P

hys.

Dow

nloa

ded

from

ww

w.n

rcre

sear

chpr

ess.

com

by

SAV

AN

NA

HR

IVN

AT

LA

BB

F on

11/

10/1

4Fo

r pe

rson

al u

se o

nly.

DIAWARA ET AL. 533

- 1 - 0 , s 0 0 . 5 1 TENSION (V)

- 1 0

o 0 , 1 o ,? 0 , 3 0,J 0 , s

0 , 4 0 , 6 0 , s TENSION ( V )

FIG. 4. Caracteristiques courant-tension a I'obscuritC des disposi- FIG. 5. Variation de log 111 en fonction de I v I des structures : tifs : (a) Schottky et (b) pin. (a) Schottky et (b) pin.

n Ctant le facteur dlidCalitC et I , le courant inverse de saturation. Les courbes obtenues de ces dispositifs (figures 4a et 4b) tra- duisent bien cette equation. Cependant on a recourt j. la varia- tion de In 111 en fonction de IVI (figures 5a et 5b) qui demeure appropriie pour la determination du facteur dlidCalitC (pente de la region linkire), de la conductivite du materiau u, (pour V superieure 2 la tension de diffusion V,) et du facteur de recti- fication (FR). Le tableau 2 resume ces divers parametres pour les deux types de dispositifs. Ces resultats sont reproductibles m&me si de 1Cgeres variations (<20%) peuvent apparaitre sur la conductivite et le facteur de rectification. On note finalement (figures 5a et 5b) que le faible courant de saturation (- 10 nA) est une bonne indication du seuil minimal detectable pour les photodiodes.

La caracteristique I-V de ces dispositifs soumis a un rayon- nement (provenant d'un simulateur solaire source ORIEL modele 8160 avec une puissance incidente de 100 mW ~ m - ~ ) obCit a la relation :

TABLEAU 3. Pararnktres des photopiles

Photopiles

Schottky Verre-ITO-pin-A1 Cr-a-Si:H

Pararnktres P,, L," = 0,5 p n L i = I ,O krn

Courant de I,, (mA crn-') ;6

court circuit 2 0,57 14,l 15,8 Tension en V,, (V)

circuit ouvert 0,35 0,46 0,65 Tens~on a la Vm (V)

puissance rnax~rnale 0.26 0,36 0,50

Courant a la I,, (rnA crn -') puissance rnaxirnale 0.39 9.8 10,5

Facteur de FF forrne 0,5 1 0,54 0,51

Rendernent "(%) 0,2h ,3,5 5.3 - -

"L, designe 1'Cpaisseur de la couche intrinstque. "On tient compte de la transparence (50%) du chrome.

[41 I = I,, [exp (g) - 1 1 - b d'autres chercheurs ( 18-20); l'amelioration de ces rendements passe cependant par :

(i) Une optimisation de la couche p, en ayant recours a un oh i,, est le photocourant genere. La figure 6 indique le qua- alliage a-SilC, -,:H dope au bore qui permet d'accroitre le drant actif pour un dispositif Schottky et deux pin, et les para- photo-courant de la tension V,,; de plus l'utilisation des metres pertinents sont affiches dans le tableau 3. Avec des couches p f et n + ameliore les contacts avec les electrodes rendements de 5,9%, ces photopiles sont comparables a celles mktalliques, en diminuant la resistance en serie.

Can

. J. P

hys.

Dow

nloa

ded

from

ww

w.n

rcre

sear

chpr

ess.

com

by

SAV

AN

NA

HR

IVN

AT

LA

BB

F on

11/

10/1

4Fo

r pe

rson

al u

se o

nly.

534 CAN. J . PHYS. VOL. 69. 1991

0 O , ?

FIG. 6. Caracteristiques courant-tension sous tcla~rernent des dis- positifs . ( a ) Schottky, ( b ) pln (0,5 prn), (c) pin ( 1 pn) .

(ii) Un choix judicieux des divers paramktres (substrat, couche reflCchissante, structure multijonction, .. .).

Les travaux dans ce sens (2 1-33) ont engendre des efficacitks de l'ordre de 10% pour les photopiles solaires (24-25).

4.2. Mesilres de capacitk C (w, T) La technique des mesures de capacite consiste a appliquer au

dispositif une tension sinusoi'dale de faible amplitude (50 mV cr&te a crete) variant de 10- a lo4 Hz, la polarisation continue Ctant nulle, et a analyser la rCponse dynamique (26, 27). La courbe experimentale obtenue ii la tempkrature ambiante, T;,,,,, (figure 7) indique la capacitC c (w, T;,,,,,) et la conductance G (w, Tam,) de la zone de charge d'espace, W, (w < 1 Hz) et du volume neutre de la diode (w > 10' Hz), les differentes Cpaisseurs sont ainsi calculees a partir des capacites correspon- dantes. De la conductance du materiau G,, on determine sa conductivite i l'obscurite u, par la relation

I I I I I ,- I I I I

a 7t - CAP CCND - -- -

- -- -- - -

Ll, i i, I I I I

I I 1

FIG. 7. Spectres de capacitance et de conductance du dispositif pin (V,p, = 0, T = 300 K ) .

TABLEAU 4. Parametres des dispositifs deduits des rnesures de capacite

Dispositifs

Pararnktres Cr-a-Si:H pin

Conductivite a (0.- ' crn- ' ) 2.4 X lo- ' 5,2 X lo-'

Largeur de charge d'espace

ES W = - (prn)

Cd

ES Epaisseur totale L = - (krn) 1,1 cguo 0,5

E, - E, 0.66 0,66

Ainsi le trace du log u, en fonction de 1/T (figure 8) indique que u, est bien active sur trois ordres de grandeur entre 300 et 400 K. En suppoEant que pour du a-Si:H non dope, la conduc- tion dans cette @mmk de temperature est due aux electrons dClocalisCs, l'energie d'activation EA Cquivaut alors a 1'Ccart CnergCtique (E, - E,) soit 0,66 eV. La position du niveau de Fermi E, par rapport 2i celle de la bande de conduction E, confere a ce matCriau des proprietes de type n. Toutefois en raison de son large gap, E, - 1,7 eV, i l peut servir dans les dispositifs pour utilisation 2 hautes temperatures. Les autres parametres calculCs 2 partir des mesures de capacitC sont rCsumCs au tableau 4.

Les resultats obtenus de ces mesures de capacite confirment et complktent ceux dCduits des mesures I - V . E ~ outre ils per- mettent de modCliser et de determiner la constante de temps des differentes photodiodes soumises a de breves impulsions lumineuses

5. Photoreponse des photodiodes Le principe de I'expCrience consiste a lancer dans le guide

d'onde optique de courtes impulsions lumineuses, 10 ps de duke, et ayant environ lo9 photons provenant d'un laser a colo- rant; la longueur d'onde choisie est de A = 0,63 km, ce rayon- nement qui est fortement absorb6 par le a-Si:H est guidC en raison du haut indice de refraction (na-Si:H = 3,46) relative-

Can

. J. P

hys.

Dow

nloa

ded

from

ww

w.n

rcre

sear

chpr

ess.

com

by

SAV

AN

NA

HR

IVN

AT

LA

BB

F on

11/

10/1

4Fo

r pe

rson

al u

se o

nly.

DIAWAKA ET AL. 535

FIG. 8. Variation de la conductivitk du a-Si:H en fonction de I'in- verse de la tempkrature (V,pp = 0 V ) .

TABLEAU 5. Performances des photodiodes au a-Si:H

Photodiodes

Paramitres Schottky pin"

Cr-a-Si:H (0,s ( ~ m )

D,:,,,, (cm Hz1" W- ' )

(0 v) 1,s X 10"' 4.3 X 10"' ( -4 .5 V) 3,3 X 10"' 8 , l X 10"'

"Les impulsions lurnineuses son[ dans ce cas perpendiculaires i la surface photosensible.

ment au guide d'onde (n , = 1,5228). Les porteurs de charge (electrons-trous) ainsi crees sont collectCs et mesures aux bornes d'une resistance de charge R, = 50 R. Une moyenne de 16 mesures 2 un taux de repetition de 3,96 MHz est effectuee avant d'&tre t rade . Les performances recherchees pour ces dis- positifs ont un temps de reponse rapide toute en ayant de bonnes sensibilite et detectivitk. La tension, V , , mesurke aux bornes de RL est, pour un signal sinuso'idal, exprimee par

ou i,,, est le photocourant resultant de la diffusion dans la region neutre et du transit dans la zone de charge d'espace des pho- toporteurs. Le temps de reponse du dispositif est ainsi essen- tiellement domine par :

(i) Le temps que prend la capacite de jonction a se charger; il determine le temps de montke t,, ou

FIG. 9. Photorkponse dehdktectcurs non polarisks au a-Si:H : (a) Schottky, (0) pin et (c) a3 silicium cristallin.

(ii) Le temps de transit des porteurs a travers la zone de charge d'espace

u et Ctant respectivement la vitesse et la mobilite des porteurs. Ce temps peut &tre diminue en reduisant la largeur de depletion sans alterer significativement le rendement quantique et en aug- mentant le champ Clectrique interne par polarisation inverse.

(iii) Le temps de diffusion des porteurs dans la zone neutre. I1 est relativement important dans les structures Schottky non polarisees; l'adoption d'une structure pin permet de negliger ce temps.

La figure 9 indique la photoreponse des ditecteurs non pola- C, est la capacite de depletion et la resistance sCrie R, de I'ordre rises au a-Si:H et au Si. Le temps de reponse mesure a la pleine d'une dizaine d'ohms, une reduction de l'aire de la jonction et largeur a mi-hauteur (PLMH) est de 10, 8,6 et 2,5, respecti- une polarisation inverse de la photodiode permettent de reduire vement pour les photodetecteurs PC,, P,,? et P,,, il est plus court considerablement ce temps. pour les structures pin en raison de l'ex~stence du champ Clec-

Can

. J. P

hys.

Dow

nloa

ded

from

ww

w.n

rcre

sear

chpr

ess.

com

by

SAV

AN

NA

HR

IVN

AT

LA

BB

F on

11/

10/1

4Fo

r pe

rson

al u

se o

nly.

CAN. J . PHYS. VOL. 69. 1991

1 0

TEMPS (nS)

FIG. 10. Photortponse des ditecteurs au a-Si:H polarisis (V = - 4,5 V) : (a) Schottky, (b) pin.

trique interne intense (Ei = 3,5 kV cm- ' ) travers la rCgion intrinskque. Les temps de montCe varient entre 4,7 ns (P,,) et 2 ns (P,,,) et sont rCduits de 30 a 40%, pour une tension inverse V = - 4,5 V comme l'indique le tableau 5.

La sensibilitC S, et la dCtectivitC, D*, des photodCtecteurs s'expriment par les relations :

oil

est la risistance B 0 V; h , la constante de Planck; c, la vitesse de la lumikre et q le rendement quantique.

C'est une valeur minimale de ce dernier qui a CtC expCri- mentalement CvaluCe, en raison de la perte d'une importante fraction des photons due B la rCflexion sur le verre. On a ainsi des sensibilitks, S,,,, et dCtectivitCs, Dm,,, minimales respec- tivement de 22,35 mA W - ', 3,09 X 101° cm Hz1" W- ' pour la structure Schottky et 36,6 mA W- ' , 6,8 x 101° cm Hz1I2 W - ' pour le dCtecteur pin. La polarisation inverse accroit le champ Clectrique interne et par consequent le rendement quan-

tique. Cet effet se traduit (figure 10) par une sensibilitC et une dCtectivitC accrues.

Au terme de cette Ctude, il apparait que les temps de rCponse des photodiodes au a-Si:H et au Si sont comparables a un facteur trois prks, toutefois la sensibilitC de ces demiers est d'un ordre de grandeur plus ClevC (figure 10). Finalement, nous avons not6 que les propriCtCs Clectriques (I-V, C(w, 71) de ces dCtecteurs photoniques demeuraient stables aprks plus de 5 mois. CombinCs avec un transistor 5 effect de champ au a-Si:H qui est aussi stable (28, 29), ces dispositifs permettent d'envisager une intCgration monolithique des circuits optoClectroniques avec le a-Si:H.

5. Conclusion Ces travaux nous ont permis de proceder avec succks a l'ana-

lyse structurale du a-Si:H par la spectroscopie vibrationnelle IR et la technique de detection nucliaire par recul Clastique. La corrClation entre les divers paramktres de dCpBt et les propriCtCs du matCriau a permi l'optimisation de celles-ci pour la rCali- sation des dispositifs photovolta'iques. Les mesures Clectriques effectuCes sur ces photodiodes ont permis de les modCliser et de dCmontrer des perfomances comparables celles au sili- cium cristallin, ce qui laisse entrevoir la possibilitC d'utiliser ces dispositifs dans plusieurs types d'application.

Remerciements Nous avons bCnCficiC de l'aide de W. Chumeng et W.-J.

Wang, pour la fabrication des guides d'onde, M. Periard, A. Amtout et R. Leonelli pour les mesures Clectriques. Qu'ils en soient remerciCs. Ces travaux ont bCnCficiC des subventions du Conseil de recherches en sciences naturelles et en genie du Canada (CRSNG), du Fonds pour la Formation de Chercheurs et 1'Aide a la Recherche (FCAR) et du Ministkre d'Energie et Ressources de Quebec (MERQ).

1. M. J. SUN, W. S. C. CHANG et C. M. WOLFE. Appl. Opt. 17, 3533 (1978).

2. A. ALPING, R. TELL et S. T. ENG. J. Lightware Technol. 4, 1662 (1986).

3. J. P. VAN DER ZIEL, R. M. MIKULYAK et R. A. LOGAN. Electron. Lett. 21, 51 1 (1985).

4. J. E. BOWERS 9 C. A. BURRUS. Electron. Lett. 22, 905 (1986). 5. A. J. SNELL, K. D.-MACKENZIE, P. G. LE COMBER et W. E.

SPEAR. Phil. Mag. B, 40, 1 (1979). 6. J. PERR~N, I. SOLOMON, B. BOURDON, J. FONTENILLE et E.

LIGEON. Thin solid Films, 62, 327 (1979). 7. Y. DIAWARA, J. F. CURRIE, S. I. NAJAFI et J. L. BREBNER. Can.

J. Phys. 68, 317 (1990). 8. D. R. LARSON et R. J. PHELAN. Opt. Eng. 27 (6), 503 (1988). 9. H. OVERHOF et W. BEYER. Phil. Mag. B, 43, 433 (1981).

10. D. E. CARLSON. J. Vac. Sci. Technol. 20, 290 (1982). 11. A. E. DELAHOY et R. W. GRIFFITH. Conf. Rec. IEEE Photovol-

taic Spec. Conf. 15, 704 (198 1). 12. S. I. NAJAFI. Appl. Opt. 27, 3728 (1988). 13. B. RANCHOUX et J. F. CURR~E. Can. J. Phys. 63, 54 (1985). 14. G. LUCOVSKY, R. J. NEMANICH et J. C. KNIGHTS. Phys. Rev. B:

Condens. Matter, 19, 2064 (1979). 15. P. JOHN, I. M. ODEH, M. J. K. THOMAS, M. J. TRICKER, F.

RIDDOCH et T. I. B. WILSON. Phil. Mag. B, 42, 671 (1980). 16. S. C. GUJRATHI, P. AUBRY, L. LEMAY et J.-P. MARTIN. Can. J.

Phys. 65, 950 (1987). 17. R. GROLEAU, S. C. GUJRATHI, et J.-P. MARTIN. Nucl. Instrum.

Methods Phys. Res. 218, 11 (1983). 18. T. D. MOUSTAKAS et R. FRIEDMAN. Appl. Phys. Lett. 40, 515

(1982). 19. G. A. SWARTZ. Semiconductors and semimetals. Vol. 21, part

Can

. J. P

hys.

Dow

nloa

ded

from

ww

w.n

rcre

sear

chpr

ess.

com

by

SAV

AN

NA

HR

IVN

AT

LA

BB

F on

11/

10/1

4Fo

r pe

rson

al u

se o

nly.

D. ~ d i t e u r J . I. Pankove. Academic Press, Londres 1984. p. 39. 20. Y. KUWANO, M. OHNISHI, H. NISHIWAKI, S. TSUDA et H.

SHIBUYA. Conf. Rec. IEEE Photovoltaic Spec. Conf. 15, 1321 (1981).

21. E. YABLONOVITCH et G. CODY. IEEE Trans. Electron Devices ED-29, 300 (1982).

22. S. TSUDA, N. NAKAMURA, K. WATANABE, H. NISHIWAKI, M. ONISHI et Y. KUWANO. Solar Cells, 9 , 25 (1983).

23. K. S. LIM, M. JONAGAI et K. TAKAHASHI. J. Appl. Phys. 56,538 (1984).

24. A. CATALANO, R. R. ARYA, C. FORTMANN, J . MORRIS, J.

DIAWARA ET AL. 537

NEWTON et J. G. O'DOWD. Conf. Rec. IEEE Photovoltaic Spec. Conf. 19, 1506 (1987).

25. H. TAKEI, T. TANAKA, W. Y. KIM, M. KONAGAI et T. TAKAHASHI. J. Appl. Phys. 58, 3664 (1985).

26. C. PICKUP, R. W. COCHRANE, J. L. BREBNER et G. PERLUZZO. Mater. Res. Soc. Sym. Proc. 95, 77 (1987).

27. P. VIKTOROVITCH et G. MODDEL. J. Appl. Phys. 51,4847 (1980). 28. A. J. SNELL, K. D. MACKENZIE, W. E. SPEAR, P. G. LECOMBER

et A. J. HUGHES. J . Appl. Phys. 24, 357 (1981). 29. K. D. MACKENZIE, A. J. SNELL, I. FRENCH, P. G. LECOMBER et

W. E. SPEAR. Appl. Phys. A, 31, 87 (1983).

Can

. J. P

hys.

Dow

nloa

ded

from

ww

w.n

rcre

sear

chpr

ess.

com

by

SAV

AN

NA

HR

IVN

AT

LA

BB

F on

11/

10/1

4Fo

r pe

rson

al u

se o

nly.