Élaboration et caractérisation de couches de silicium à gradient de dopage hyperabrupt obtenues par épitaxie sous ultravide avec implantation d'ions dopants

par Joëlle Gutierrez

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de André Vapaille.

Soutenue en 1989

à Paris 11 .


  • Résumé

    L'épitaxie par jets moléculaires silicium, du fait des faibles températures et vitesses de croissance mises en œuvre, permet la réalisation de structures à haute résolution de dopage. Malheureusement, le dopage n est une des difficultés de cette technique. En effet, les dopants n couramment utilises (as, Sb) ont des rayons atomiques très supérieurs a celui du si et s'ils arrivent sur la couche en construction avec une énergie thermique, ils ségrégent en surface. Il en résulte des gradients de dopage élevés. Une méthode pour éviter ces difficultés est d'utiliser des dopants suprathermiques, c'est-à-dire implanter les dopants en cours de croissance: méthode ejm21. Nous avons élaboré ainsi, en utilisant une installation d'épitaxie sous ultravide munie d'une source d'ions miniature arsenic type reflex électrostatique, des couches soit non dopées, soit dopées par implantation uniformément ou en créneau (pas: 100-1000a). Nous les avons caractérisées par MEB (morphologie), RHEED (cristallographie), SIMS (contamination, probabilité d'incorporation des dopants, raideur des profils de dopage), effet hall (activité électrique, mobilité). Nous avons précisé les conditions d'obtention d'une bonne morphologie. Les couches élaborées a plus de 700#oc avec des vitesses de croissance de 0,5 à 6 a/s sont parfaitement monocristallines: les défauts crées par implantation sont ou assez peu nombreux ou assez bien recuits pour ne pas apparaitre par diffraction électronique, tout l'arsenic implante est incorpore a 1000 comme a 500 eV et électriquement actif, la raideur des profils de dopage est au-delà résolution en profondeur SIMS, la simulation laisse attendre des gradients de 10-20 A par décade, les mobilités trouvées dans les couches dopées uniformément ou en créneaux sont égales a celles du matériau massif

  • Titre traduit

    Growth and characterization of silicon layers with steep doping profiles obtained by molecular beam epitaxy with implantation of doping atoms


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Informations

  • Détails : 1 vol. (246 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 239-246

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  • Cote : 0g ORSAY(1989)344
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  • Cote : MF-1989-GUT
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