Etude du procédé Bridgman vertical appliqué à la croissance de monocristaux semi-conducteurs III-V ''grand diamètre''

Study of the growth of large diametrer three-five semi-conductors by the vertical bridgman method

• Auteur / Autrice : Philippe Boiton
• Direction : Georges Bougnot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique, optronique et systèmes
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Montpellier 2

Mots clés

Mots clés contrôlés

Simulation, Méthodes de

Structure

Monocristaux

Croissance

Composés semiconducteurs

Mots clés libres

Physique

Résumé

L'elaboration par la methode bridgman vertical de monocristaux semi-conducteurs de gasb et de gainsb de diametre 45 mm, a ete etudiee. Cette these aborde principalement la qualite structurale (densite de dislocations, macles, nucleations parasites) de ces cristaux. Un important travail experimental a ete effectue (mise au point d'un procede) et, afin d'interpreter les resultats experimentaux, des simulations numeriques (echanges thermiques, forme de l'interface liquide-solide, etat de contraintes) ont egalement ete mises en uvre. Il s'avere que l'adhesion entre le cristal et le creuset est a l'origine de l'augmentation de la densite de dislocations avec la hauteur solidifiee. Ce mecanisme peut aboutir dans certains cas a une croissance polycristalline. L'encapsulation du semi-conducteur par un liquide pendant la croissance et une partie du refroidissement, permet de supprimer la deterioration de la qualite structurale en fonction de la distance a la reprise sur germe (methode le-vb). Par exemple, l'utilisation de l'eutectique licl-kcl conjointement a celle d'un creuset en silice, permet d'obtenir des densites de dislocations de l'ordre de 1000 par centimetre carre, n'augmentant pas avec la hauteur solidifiee. L'emploi de creusets rugueux limite le contact entre le creuset et le cristal, mais nos resultats experimentaux montrent que dans ce cas, les risques de nucleations parasites et donc de croissance polycristalline sont importants. Des etudes parametriques portant sur la courbure de l'interface liquide-solide et l'etat de contraintes dans l'echantillon, ont d'autre part ete realisees au moyen de simulations numeriques