Dislocations dans GaAs et propriétés électroniques par luminescence : influence des impuretés

Effect of impurities upon dislocations and electronic properties analysed by luminescence in GaAs

• Auteur / Autrice : Amor Djemel
• Direction : J. Castaing
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1988
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Passivité (chimie)

Arséniure de gallium

Mots clés libres

Impuretés

Dislocations

Dégradation

Résumé

Ce travail présente une étude de l’influence de l’indium, des traitements thermiques et de l’hydrogène sur les propriétés des dislocations dans les monocristaux de GaAs. L’influence de l’indium sur la dynamique des dislocations est étudiée par déformation plastique à des températures correspondantes aux conditions de croissance du matériau. Cette étude a montré que la réduction de la densité de dislocations par incorporation de l’indium au cours de l’élaboration des cristaux a pour cause l’inhibition de la propagation et de la multiplication des dislocations par cette impureté. Cela est dû en particulier à la diminution de l’énergie de faute d’empilement par ségrégation de l’indium dans les dislocations dissociées. Les propriétés électriques des dislocations sont déterminées par cathodo-luminescence. Les traitements thermiques révèlent que le caractère recombinant des dislocations est très modifié par la cinétique des défauts ponctuels et des impuretés. La bonne homogénéisation de l’activité électrique des substrats est obtenue par un recuit à 1050 °C suivi d’une trempe. L’introduction de l’hydrogène dans le matériau augmente considérablement la luminescence. Après réduction de la vitesse de recombinaison en surface, l’hydrogène passive les dislocations et les sous-joints de grains. Sous le bombardement électronique, des variations de luminescence ont été observées, dépendant des traitements subis par les échantillons (déformation, hydrogénation). Ces phénomènes sont attribués à la redistribution des défauts qui modifient la concentration des centres de recombinaison : l’énergie libérée lors d’une recombinaison non radiative est suffisante pour déplacer localement les défauts. La dépendance de la luminescence en fonction de la tension d’accélération des électrons des différents échantillons est expliquée qualitativement par les variations de la longueur de diffusion et la vitesse de recombinaison en surface des porteurs.