Structural and optical properties of  SnO₂ thin films

Etude des propriétés structurales et optiques des couches minces d’oxyde d’étain

S. Haireche^1,2*,  A. Boumeddiene¹,  A. Boufelfel³

¹Laboratoire LASICOM, Faculté des Sciences, université Saâd Dahlab de Blida Algérie.

² Institut des sciences de l’ingénieur, centre universitaire docteur yahia ferès de médéa, Algérie

³ Laboratoire de physique, Département de Physique, Faculté des Sciences, université de Guelma, Algérie

* Corresponding author. Email: shaireche@yahoo.fr

Received: 26 June 2008; revised version accepted: 19 August 2008

Abstract 

     We have prepared thin films of SnO₂ on glass substrates using the chemical vapor deposition technique.  We have used x-ray diffraction technique in the Bragg-Brentano geometry to determine the structural properties and the scanning electron microscopy to show the morphology of the surface of our samples.  The optical index, coefficients of extinction and transmission in the UV-visible region were measured using the ellipsometry and the spectrophotometry respectively, as a function of the substrate temperature and the total thickness. Typical values at température 425°C for the optical index, coefficients of extinction and transmission were 1.9, 10^-5, and 70-90% respectively. Our optical measurements results for our samples were on the same magnitude as the ones used in the photovoltaic technology.

Keywords : Thin films; SnO₂, Semi-conductor ;  Ellipsometry; XRD; SEM; Spectrophotometry; Photovoltaic.

Résumé

     Nous présentons dans ce travail une étude expérimentale des propriétés structurales et optiques de dépôt d’oxyde d’étain non dopé en couches minces déposé sur des substrats en verre par la technique CVD. La morphologie et la structure cristalline sont déterminées par microscopie électronique à balayage et  XRD. L’indice du milieu, le coefficient d’extinction et la transmission dans l’uv – visible sont mesurés en fonction de la temprérature et le temps de déposition par les méthodes d’ellipsométrie et de spectrophotométrie. Des valeurs voisines de 1.9 et 10^-5 sont mesurées respectivement pour l’indice de réfraction n et le coefficient d’extinction k. Un coefficient de transmission de (70-90)% est  mesuré à une température de déposition de 425°C. Les valeurs obtenues pour les différents paramètres optiques sont caractérisques de films minces transparents destinés à être utilisés dans des applications de conversion photovoltaique.

Mots clés : Couches minces ; Semi-conducteur ; Ellipsométrie ; XRD ; MEB ; Spectrophotométrie ; Photovoltaïque.