Etude par exafs de surface de l'interface si/gaas(110) au seuil k de silicium

Surface exafs study of the si/gaas(110) interface

• Auteur / Autrice : MOULAY LAHEEN HASNAOUI
• Direction : Pierre Lagarde
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1994
• Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

Ce travail, motive initialement par les problemes lies a la fabrication d'heterojonctions si-gaas, a eu pour but une definition precise du site d'adsorption du silicium sur la face (110) d'un substrat d'arseniure de gallium, puis une caracterisation du mode de croissance. Les experiences d'exafs au seuil k du silicium ont ete effectuees sur la ligne focalisee sa32, en utilisant la polarisation du rayonnement synchroton. Des epaisseurs croissantes ont ete deposees, a partir d'une demi-monocouche, et les resultats principaux sont les suivants. Le site d'adsorption initial est situe entre deux atomes de gallium le long de l'axe 001 et a egale distance des trois atomes du substrat les plus proches. Les atomes de silicium sont a environ 1 a au-dessus de la surface de gaas. L'augmentation du depot (vers 0. 8 mc) va entrainer un deplacement du si vers le centre des intervalles entre deux atomes du substrat, on obtient alors une structure en zig-zag ou seules sont visibles les liaisons adsorbat-substrat, ce dernier imposant donc sa structure. Au-dela de une monocouche l'interaction entre atomes de silicium est suffisamment forte pour faire apparaitre des liaisons entre ces atomes et donc des distances si-si a 2. 35 a carac teristiques du silicium pur. Une monocouche est complete et les atomes supplementaires forment avec ceux du premier plan, pour des epaisseurs de l'ordre de 1. 5 mc, des petits agregats d'environ six atomes qui coexistent avec des chaines courtes en zig-zag. Lorsqu'on augmente le depot, la croissance ne s'effectue pas couche par couche mais plutot selon le mode stranski-krastanov avec formation d'ilots tridimensionnels au-dessus de la premiere couche. Finalement, a partir de trois a quatre monocouches, on obtient du silicium amorphe dont le degre de cristallinite va dependre de la temperature de depot