Epitaxie selective de gaas/gaas et depots de couches gaas a faible taux de defauts sur si par epitaxie selective confinee en phase vapeur par la methode aux hydrures. Modelisation cinetique de la croissance de gaas

• Auteur / Autrice : JEROME NAPIERALA
• Direction : Robert Cadoret
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Clermont-Ferrand 2

Résumé

L'idee fort seduisante d'associer les materiaux iii-v avec la silicium a entraine depuis une quinzaine d'annees une intense activite de recherche. En depit des efforts consentis les resultats obtenus se sont montres insuffisants. Ce travail entre dans le cadre de la realisation de structures gaas/si de grande qualite par l'utilisation de la croissance selective confinee ou croissance dirigee par la methode aux hydrures. La premiere partie porte sur l'etude de l'epitaxie selective de gaas sur substrats gaas (001) partiellement masques. Nous avons defini les parametres experimentaux qui permettent de controler la morphologie des depots selectifs obtenus. La morphologie a pu etre controlee par des variations du rapport iii/v, de la sursaturation de la phase vapeur et de la temperature de depot. Nous avons pu retrouver les differentes formes de croissances a partir de constructions de wulff dynamiques et de l'etude des vitesses de croissance des plans 001, 110, 111a et 111b. L'etude de l'epitaxie selective de gaas/gaas (001) nous a permis de determiner les conditions experimentales de depot de couches gaas/si (001) a faible taux de defauts par epitaxie dirigee. Des couches d'extension laterale variant de 4 microns a 30 microns presentant des fronts de croissance mono-facettes 110 ou 111b ont ete realisees. Nous avons mis au point les procedures de dopage n et p en condition de croissance dirigee et realise les premieres structures de types heterojonctions et homojonctions a modulation de dopage (gaas : si/gaas : zn) laterale sur si. Nous presentons dans la derniere partie de ce memoire un modele de croissance de gaas par hvpe. Nous avons montre que le systeme complexe de la croissance de gaas par hvpe comportant trois etapes d'adsorption et de deux especes de surface asgacl et asga, se simplifiait et pouvait se reduire a la diffusion superficielle des seules molecules asga. Les modelisations effectuees pour les faces (001) et (111)a se sont montrees satisfaisantes.