Thèse soutenue

Structure de couches de composes semi-conducteurs iii-v a large bande interdite, nitrure de gallium ou d'aluminium, epitaxiees sur carbure de silicum, par microscopie electronique en transmission
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Auteur / Autrice : Philippe Vermaut
Direction : Pierre Ruterana
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance en 1997
Etablissement(s) : Caen

Résumé

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La microstructure des couches de nitrure de gallium epitaxiees par jets moleculaires sur la face silicium (0001) du carbure de silicium avec ou sans couche tampon de nitrure d'aluminium a ete analysee. Ces couches contiennent une grande densite de defauts : dislocations, fautes d'empilement et domaines prismatiques. Les vecteurs de burgers des dislocations sont 1/3<-2110>, 1/3<-2113> et minoritairement 0001. L'arrangement de leurs lignes forme des sous-joints mixtes. Afin de connaitre l'influence de la difference de polytype entre le substrat (6h) et le depot (2h) sur la formation des defauts, une methode d'analyse systematique des marches d'interface a pour cela ete etablie, assimilant celles-ci a des fautes d'empilement de la phase deposee et leur attribuant, de ce fait, un caractere de dislocation partielle. Sur les trois types de marches predits, seuls deux ont ete observes. L'un d'eux conduit a la formation d'une faute d'empilement -2110 dont la structure atomique a ete clairement identifiee par microscopie electronique haute resolution. Dans une couche de nitrure de gallium deposee sans couche tampon, des domaines prismatiques 01-10, a proximite de l'interface, ont ete identifies a des zones non cristallisees. La nature de ces differents defauts et leurs interactions sont liees a un mode de croissance tridimensionnel. La polarite du depot, etablie par diffraction electronique en faisceau convergent et microscopie haute resolution, est uniforme, identique a celle du substrat, et semble conditionnee par la formation preferentielle de liaisons du type si-n, al-c ou ga-c a l'interface substrat/depot.