Caractérisation optique de micro-structures III-V contraintes

= Optical Characterization of Low Dimensionality Strained Structures in the InGaAs/InP InGaAs/InAlAs/InP and InGaAs/AlGaAs/GaAs Systems

• Auteur / Autrice : Americo Sheitiro Tabata
• Direction : Gérard Guillot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Electronique
• Date : Soutenance en 1994
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Électronique, électrotechnique, automatique (Lyon)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LPM - Laboratoire de Physique de la Matière (1961-2007)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Contrainte mécanique

Photoluminescence

Semiconducteurs

Résumé

Ce travail a été réalisé dans le cadre d'un projet européen "ESPRIT Basic Research" intitulé "Structure of low dimensionality for future quantum semiconductor devices" - contrat n° 3086. L'objectif principal a été d'étudier les étapes d'élaboration du dispositif de type HEMT dans la filière InP, en utilisant les effets physiques de la contrainte sur la structure de bande et sur la masse effective pour obtenir des dispositifs à très haute mobilité. L'objectif de ce travail de thèse a été d'effectuer des études physiques de base, par photoluminescence sur des structures contraintes du type InP/InGaAs/InP, InAlAs/InGaAs/InP et InGaAs/ AlGaAs/GaAs. Dans ce cadre nous sommes intéressés particulièrement aux propriétés optiques des couches contraintes, à l'analyse de certaines propriétés structurelles telles que la rugosité d'interface et l'épaisseur critique pour la relaxation des couches contraintes, ainsi qu'à l'analyse des effets de contraintes sur la structure de bande.

This work has been done in the framework of the European project "ESPRIT Basic Research" entitled "Structure of low dimensionality for future quantum semiconductor devices". The purpose of this contract was to study the elaboration of strained HEMT (High electron mobility transistors) devices on the basis of the InP technology. In this thesis, we have studied optical properties of strained InGaAs/lnP, InGaAs/InAlAs/lnP and InGaAs/AlGaAs/GaAs systems. Some structural properties like interface roughness and the critical thickness for relaxation were also analysed, as well as, the strain effect on the band structure. By low temperature photoluminescence measurements we have studied: 1) stabilisation process of InP substrate; 2) optical properties of InAs/lnP surface quantum wells; 3) optical properties of InAs/lnP quantum wells; 4) strain relaxation on the strained InGaAs/lnP system; 5) interfacial PL emission from the strained InGaAs/lnP interface; 6) optical and structural properties of Ino. S3Gao. 47As/lnxGa1-xAs (x=0. 65, 0. 75, 0. 82) system as a fonction of growth conditions; 7) transitivity rule on the Ino. S3Gao. 74As/lnxGa1-xAs (x=0. 65, 0. 75, 0. 82) system; 8) optical and structural properties of lnxGa1-xAs/lnAlAs/InP lattice matched (x=0. 53) and strained (x=0. 60) single quantum wells; 9) many body effects on the InGaAs/lnAlAs system; 10) optical characterisation of InGaAs/lnAlAs/lnP lattice matched and strained HEMT structures; 11) optical characterisation of InGaAs/AlGaAs/GaAs HEMT structures and 12) optical characterisation of (InAs)(GaAs)/AlGaAs/GaAs HEMT structures.