ÉTATS DE SURFACE DU SILICIUM (III)

L. Laude

Des mesures de photoémission ont été réalisées sur des monocristaux de silicium (types n et p, 20 et 50 Ω.cm), clivés parallèlement au plan (III) dans un vide de 5 × 10-11 torr. Les spectres obtenus à partir de Si (III) fraîchement clivé corroborent très bien les calculs de bande les plus récents, la seule exception étant une structure centrée à 0,45 eV sous le niveau de Fermi. Cette structure seule disparaît rapidement dû au vieillissement de la surface, alors que les autres structures n'évoluent pratiquement pas pendant le même temps. Elle est associée à une densité d'état de surface élevée dans la bande interdite du matériau étudié (courbure de bande de l'ordre de 0,1 eV à la surface), en accord avec des modèles proposés dans la littérature. En présence d'une contamination importante de la surface, le seuil photo-électrique du matériau diminue sensiblement et la partie basse énergie des spectres croît au détriment des structures spectrales associées à des transitions directes dans le volume. On démontre que ces perturbations sont dues à des phénomènes de diffusion électronique en surface, soit avec les dislocations (clivage imparfait), soit avec le contaminant lui-même. Ces observations sont à comparer à des mesures récentes de photoémission sur Si (III) clivé sous ultra-vide [1-2] et qui tendaient à prouver l'existence d'une forte densité d'état de surface centrée 1,0-1,2 eV sous le niveau de Fermi. Les présentes mesures s'opposent à cette interprétation des faits. La structure incriminée est parfaitement décrite par des transitions directes prenant origine au voisinage de Ɖ25', et existe précisément dans les spectres obtenus à partir de films polycristallins de silicium.

Domaines: Articles anciens

L. Laude. ÉTATS DE SURFACE DU SILICIUM (III). Journal de Physique Colloques, 1973, 34 (C6), pp.C6-34-C6-34. ⟨10.1051/jphyscol:1973608⟩. ⟨jpa-00215329⟩