Analyse et caracterisation a l'echelon atomique de l'interaction entre des plasmas multipolaires et les surfaces d'arseniure de gallium

Atomic scale analysis and characterization of the interaction between multipolar plasmas and the surfaces of gallium arsenide

• Auteur / Autrice : ROLAND MABON
• Direction : Jean-François Pétroff
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1989
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Cette these constitue une tentative de comprehension des mecanismes d'interaction a l'echelon atomique entre les surfaces d'arseniure de gallium et les plasmas multipolaires utilises pour un traitement de passivation. Nous avons analyse en photoemission x des plaquettes de gaa (100) oxydees puis traitees en plasmas d'hydrogene comprenant des proportions d'arsine variables et, en parallele, en photoemission uv resolue en angle, des faces (110) de gaas clivees sous ultravide puis exposees a des plasmas multipolaires d'hydrogene et d'azote, et a de l'hydrogene atomique. Apres desoxydation par le plasma d'hydrogene, gaas (100) est une surface mixte (arsenic et gallium). L'hydrogene de plasmas ulterieurs y erode les plants d'arsenic et sature toutes les liaisons pendantes des plans de gallium. Si ces plasmas contiennent de l'arsenic (10%), l'arsenic ainsi libere protege par depot les plans d'arsenic du substrat. On observe egalement une forte correlation entre la presence d'arsenic elementaire en surface et la position relative des niveaux 2p3/2 et 3d sur substrat de type p seulement, qui releverait d'un phenomene de dipole de surface. Sur la surface (110) propre, nous avons pu mesurer les deplacements de niveaux 3d de la premiere monocouche d'atomes. L'hydrogene, aussi bien atomique qu'ionise induit une contribution supplementaire sur le gallium 3d, en plus des contributions de surface propre. L'etat a caractere as-p en sommet de bande de valence decroit fortement et apparaissent de nouveaux etats de surface pres de 5 ev en dessous. La geometrie d'adsorption de l'hydrogene ne peut etre deduite avec certitude, mais une hypothese de gravure de l'arsenic avec liberation de gallium metallique ne peut etre exclue. L'exposition au plasma d'azote de gaas (110) clivee donne naissance a une composante nitruree sur les pics ga3d (composante difficilement separable des composantes oxydees sur as3d). Les bandes