Réalisation de diodes électroluminescentes souples et

UNIVERSITE DE LIMOGES
ECOLE DOCTORALE Science – Technologie – Santé
FACULTE de Sciences et Techniques de Limoges
XLIM – Département : MINACOM
Thèse N°1-2006
Thèse
pour obtenir le grade de
Docteur de l’Université de Limoges
Discipline : Electronique des Hautes Fréquences et Optoélectronique
Présentée et soutenue par
Wassim RAMMAL
Le 19 janvier 2006
Réalisation de diodes électroluminescentes souples
et caractérisations
Thèse dirigée par : MM. André MOLITON et Bruno LUCAS
JURY :
Rapporteurs
M. Jean-Michel NUNZI Professeur, Angers
M. Jean-Paul PARNEIX Professeur, Bordeaux I
Examinateurs
M. Jean-Marie TURLET Professeur, Bordeaux I
M. André MOLITON Professeur, Limoges
M. Bruno LUCAS Maître de conférences HDR, Limoges

A mes parents
A toute ma famille et tous mes amis
A tous ceux que j’aime

Le travail présenté dans cette thèse a été effectué au sein du laboratoire UMOP de
l’Université de Limoges.
J’exprime mes remerciements à M. André MOLITON, Professeur à l’Université de Limoges,
pour m’avoir accueilli dans son laboratoire ainsi que pour m’avoir confié ce travail. Je
remercie également M. Bruno LUCAS, Maître de Conférence (HDR) à l’Université de
Limoges, pour avoir co-dirigé ce travail et pour son aide et son soutien constant et je lui
exprime ma sincère reconnaissance pour sa disponibilité, ses conseils toujours judicieux et
pour ses qualités scientifiques, pédagogiques et humaines.
Je remercie M. Jean-Marie TURLET, Professeur à l’Université de Bordeaux I, de me faire
l’honneur de présider ce jury.
Je tiens à remercier M. Jean-Michel NUNZI, Professeur à l’Université d’Angers et
M. Jean-Paul PARNEIX, professeur à l’Université de Bordeaux I, d’avoir m’accepté d’être
les rapporteurs de ma thèse.
Je remercie aussi Mesdames M.Dilhan du LAAS et I.Séguy du LGE de Toulouse pour les
mesures des travaux de sortie et de rugosité de surface sur les films d’ITO.
Je tiens également à remercier M. Michel CLAMADIEU pour son aide technique ainsi que
pour sa bonne humeur et sa disponibilité constante, et à Mme Anne-Marie ROCHETTE
pour son dévouement.
Je remercie aussi M. Patrick VAUDON, le responsable du Master 2 et M. Mouhamed
RAMMAL, le responsable de l’équipe RADIOCOM (Université Llibanaise).
Enfin, je tiens à remercier l’ensemble des personnes passées et présentes du laboratoire,
permanents et thésards.

SOMMAIRE
LISTE DES FIGURES……………………………………………………………………...V
GLOSSAIRE……………………………………………………………………………...VII
INTRODUCTION GENERALE………………………….………..….....…………………..1
CHAPITRE I
L’interaction ion-matière : la pulvérisation d’un matériau appliquée
aux dépôts de couches minces
I INTRODUCTION............................................................................................................8
II LES CONFIGURATIONS CLASSIQUES DE DEPOTS UTILISANT LES
FAISCEAUX D’IONS..............................................................................................................9
II.1 LE DEPOT DE COUCHES MINCES OBTENU PAR PULVERISATION D’UNE CIBLE PAR
FAISCEAU D’IONS : LA TECHNOLOGIE IBS (ION BEAM SPUTTERING)............................................ 10
II.2 LE DEPOT DE COUCHES MINCES ASSISTEES PAR FAISCEAU D’IONS ................................... 11
III LES BASES DE L’INTERACTION IONS-MATIERE.............................................13
III.1 FORME GENERALE DU POTENTIEL INTER-ATOMIQUE :......................................................... 13
III.2 DYNAMIQUE DES COLLISIONS BINAIRES ET PERTES D’ENERGIE....................................... 16
III.3 UN POINT DE VUE QUALITATIF SUR L’INTERACTION ION-MATIERE .................................. 18
III.3.1 En se plaçant du côté de l’ion incident... ......................................................... 18
III.3.2 En se plaçant du côté de la cible...................................................................... 20
IV QUELQUES CONCEPTS SUR LE PROCESSUS DE PULVERISATION............21
IV.1 LES PRINCIPAUX REGIMES DE LA PULVERISATION COLLISIONNELLE................................ 21
IV.1.1 Le régime de collisions simples (appelé « Single Knock-on »)........................ 22
IV.1.2 Le régime de cascades de collisions linéaires ................................................. 22
IV.1.3 Le régime de pointe thermique (ou «régime Spike ») ..................................... 23
IV.2 LE RENDEMENT PHYSIQUE ET L’ENERGIE SEUIL DE PULVERISATION................................ 23
V MECANISMES DE CROISSANCE DES COUCHES MINCES.............................. 25
V.1 NUCLEATION ET CROISSANCE DE FILMS MINCES ................................................................... 25
V.1.1 La nucléation........................................................................................................ 25
V.1.2 Les différents modes de croissance des films minces........................................... 26
a. Croissance par îlots (ou de "Volmer – Weber") : .................................................... 26
b. Croissance par couches successives (ou de "Franck -van der Merve") :................ 26
c. La croissance de type "Stranski – Krastanov" :....................................................... 26
V.2 QUELQUES PREVISIONS SUR LES COUCHES DEPOSEES PAR PULVERISATION :................. 26