<p> The properties and device applications of silicon thin films vacuum evaporated both onto single crystal silicon and onto silicon dioxide substrates have been investigated. </p> <p> The feasibility of obtaining device quality homoepitaxial silicon thin films by vacuum evaporation onto non heat-treated substrates having temperatures of 700°C has been demonstrated. A new technique, that of gas-doping, has been developed and has been shown to be capable of reproducibly introducing controlled concentrations of doping impurities in the range applicable to device fabrication into the deposited layers. The combined deposition-doping technique has been employed in the production of silicon layers containing impurity steps more abrupt than may be obtained by conventional fabrication techniques. </p> <p> The electrical properties of the vacuum evaporated homoepitaxial silicon layers have been shown to be comparable in most respects to those of bulk high purity single crystal silicon. The characteristics of rectifying and of varactor diodes prepared by the technique of vacuum evaporation combined with gas doping have been considered. </p> <p> Silicon films evaporated onto Si02 substrates have been shown to possess structures ranging from amorphous through randomly oriented polycrystalline to oriented polycrystalline as the substrate temperature is increased from 25°C to 850°C. The electrical characteristics of doped polycrystalline films obtained both by vacuum evaporation combined with gas doping and by the diffusion-annealing of amorphous films have been shown to be comparable with those reported for similar material deposited by chemical techniques. The experimentally observed properties of the disordered material have been qualitatively explained employing an inhomogeneous film model. The suitability of thin films of doped polycrystalline silicon on sio2 substrates for the production of high value resistors for monolithic integrated circuits has been considered. </p> / Thesis / Doctor of Philosophy (PhD)

Ce mémoire décrit les recherches récentes que j'ai effectuées de 1998 à ce jour. De 1998 à 2004, mes efforts principaux ont eu pour objet au CRHEA le développement de la croissance par épitaxie en phase vapeur par décomposition d'organométalliques (EPVOM) des matériaux GaN et AlGaN sur saphir avec des perspectives d'application aux photodétecteurs ultraviolets et aux transistors à effet de champ, dans un cadre de recherche coopérative intense qui a été soutenue en permanence par des ressources propres apportées sur une base de contrats européens et nationaux. Le mémoire, qui ne prétend pas être exhaustif, est focalisé sur les développements que j'ai effectués autour des matériaux GaN et AlGaN pour les applications opto-électroniques aux photodétecteurs ultraviolets. L'élaboration du diamant en couche mince, au moyen de la technique de croissance en phase vapeur assistée par plasma microonde, a ensuite constitué l'objet principal de mon activité de recherche ces quatre dernières années au CNRS LEPES, puis à l'Institut Néel. Un accent particulier a été mis sur le développement d'applications technologiques novatrices propres à valoriser le potentiel du diamant dopé pour les composants, dans le cadre de projets coopératifs nationaux qui s'ouvraient, notamment, vers l'électronique de puissance, l'électrochimie pour applications environnementales et les bio-capteurs. Une sélection de sujets est donc là aussi présente dans ce mémoire, dont l'objectif est avant tout de refléter les résultats et les orientations générales représentant le mieux mes sujets présents et futurs.