Caractérisation des processus élémentaires de croissance des cristaux de carbure de silicium non désorienté PDF Download
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Author: Martin Seiss Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 0
Book Description
Le carbure de silicium est un semiconducteur prometteur pour les applications en électronique de température et de haute puissance. La croissance de SiC a été améliorée continuellement pendant les derniers années mais la connaissance des processus à la surface pendant la croissance est encore faible. Dans cette thèse ces processus sont étudiés par l'analyse de la croissance initiale de cristaux non désorientés. Le processus qui limite la vitesse de croissance est déterminé. L'étude des germes observés occasionnellement permet d'avoir un aperçu des barrières Ehrlich-Schwoebel existantes et, de plus, d'estimer l'ordre de grandeur de la longueur de diffusion à la surface. Pour la première fois les lois de croissance de spirales sont systématiquement analysées sur la face silicium et la face carbone du SiC. L'influence d'un domaine limité et du chevauchement de champs de diffusion sur la forme des spirales et les lois de croissance sont analysées par des simulations. Sur les spirales de la face carbone, une nouvelle structure de marches est observée. La bicouche supérieure se dissocie à certaines conditions définies et reproductibles. Les conditions expérimentales sont clairement identifiées et une analyse de cette nouvelle structure est effectuée.
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Le carbure de silicium est un semiconducteur prometteur pour les applications en électronique de température et de haute puissance. La croissance de SiC a été améliorée continuellement pendant les derniers années mais la connaissance des processus à la surface pendant la croissance est encore faible. Dans cette thèse ces processus sont étudiés par l'analyse de la croissance initiale de cristaux non désorientés. Le processus qui limite la vitesse de croissance est déterminé. L'étude des germes observés occasionnellement permet d'avoir un aperçu des barrières Ehrlich-Schwoebel existantes et, de plus, d'estimer l'ordre de grandeur de la longueur de diffusion à la surface. Pour la première fois les lois de croissance de spirales sont systématiquement analysées sur la face silicium et la face carbone du SiC. L'influence d'un domaine limité et du chevauchement de champs de diffusion sur la forme des spirales et les lois de croissance sont analysées par des simulations. Sur les spirales de la face carbone, une nouvelle structure de marches est observée. La bicouche supérieure se dissocie à certaines conditions définies et reproductibles. Les conditions expérimentales sont clairement identifiées et une analyse de cette nouvelle structure est effectuée.
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Ces travaux portent sur la croissance de mono cristaux massifs de 3C-SiC sur des germes hexagonaux de SiC. Cette étude a permis la mise au point d'un procédé de croissance en solution à basse température sans creuset utilisant une zone fondue de solvant (silicium). L'analyse des vitesses de croissance mesurées a permis de montrer que le transport de soluté à travers la zone de solvant jusqu'à l'interface de croissance est assuré par un régime convectif. L'épaisseur des couches réalisées est limitée par la formation des inclusions de silicium. Celles-ci sont la conséquence de l'apparition, sous l'effet du transport convectif, d'une surfusion constitutionnelle du liquide qui est Il à l'origine de la déstabilisation morphologique du front de croissance. Des caractérisations optiques et structurales ont permis l'étude de l'évolution de la qualité des couches obtenues en fonction des paramètres expérimentaux optimisés.
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LA CARBURE DE SILICIUM (SIC) EST UN SEMI-CONDUCTEUR DONT LES EXCEPTIONNELLES PROPRIETES PHYSIQUES ET ELECTRIQUES EN FONT UN MATERIAU PRESQUE SANS RIVAL POUR DE MULTIPLES APPLICATIONS ELECTRONIQUES DE MOYENNE ET FORTE PUISSANCE, HAUTE FREQUENCE ET HAUTE TEMPERATURE. DEUX COMPOSANTES CLES LIEES AU SUCCES D'UNE FILIERE TECHNOLOGIQUE SIC SE SITUENT AU NIVEAU DE LA CROISSANCE DES COUCHES EPITAXIALES ET DE LA CRISTALLOGENESE DU SIC MASSIF. DANS UNE PREMIERE PARTIE, CE MEMOIRE DECRIT LE DEVELOPPEMENT D'UNE TECHNIQUE DE CROISSANCE EN PHASE VAPEUR (CVD) PERMETTANT D'ATTEINDRE DES VITESSES D'EPITAXIE DE L'ORDRE DE 25 MICRONS PAR HEURE LE PROCESSUS, EXECUTE A 1650-1850\C, EST BASE SUR UN REACTEUR VERTICAL DIT A MURS CHAUDS, OU REACTEUR CHEMINEE, PERMETTANT D'ATTEINDRE DES VITESSES DE CROISSANCES 5 A 10 FOIS PLUS GRANDES QUE LES TECHNIQUES DE CVD REALISEES A 1500-1650\C. LES RESULTATS PRESENTES PORTENT TANT SUR LA DESCRIPTION DES PARAMETRES DE CROISSANCE, QU'EN LA CARACTERISATION DES PROPRIETES DE COUCHES EPITAXIALES D'EPAISSEUR ALLANT DE 20 A 100 MICRONS (MORPHOLOGIE DE SURFACE, PURETE ET PROPRIETES STRUCTURALES). LA REALISATION DE DIODES SCHOTTKY AYANT DES TENSIONS DE CLAQUAGE SUPERIEURES A 3500 VOLTS EST DEMONTREE. DANS UNE DEUXIEME PARTIE, CE MEMOIRE ABORDE LE DEVELOPPEMENT D'UN PROCESSUS CVD A HAUTE TEMPERATURE (2100-2300\C), PERMETTANT D'ATTEINDRE DES VITESSES DE DEPOT DE L'ORDRE DE 0.4 A 0.8 MM PAR HEURE, C'EST-A-DIRE COMPARABLES AUX VITESSES UTILISEES POUR LA CROISSANCE DE SIC MASSIF. LE ROLE DES PARAMETRES DE CROISSANCE DE CE NOUVEAU PROCESSUS (DECRIT SOUS L'ACRONYME HTCVD) AINSI QUE LES PROPRIETES DE CRISTAUX 4H-SIC SONT ANALYSEES. PAR EXEMPLE, UNE DENSITE DE DEFAUTS MICROPIPES LOCALEMENT INFERIEURE A 80 PAR CM 2 A ETE OBTENU, ALORS QUE LA PURETE DES SOURCES GASEUSES UTILISEES DANS CE PROCESSUS PERMET D'ATTEINDRE UNE RESISTIVITE ELECTRIQUE SUPERIEURE A 10 9 OHM.CM AVEC DES NIVEAUX DE DOPAGE RESIDUEL DE L'ORDRE DE 6.10 1 5 CM 3.
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L'ETUDE DE LA CROISSANCE DE MONOCRISTAUX DE CARBURE DE SILICIUM DE STRUCTURE CRISTALLOGRAPHIQUE HEXAGONALE 6H PAR LA METHODE DE LELY MODIFIEE FAIT L'OBJET DE CE MEMOIRE. L'OBTENTION DE MONOCRISTAUX DE CARBURE DE SILICIUM DE BONNE QUALITE EST UN FACTEUR LIMITANT POUR LE DEVELOPPEMENT DE CE MATERIAU AINSI QUE DES MATERIAUX TELS QUE GAN OU ALN, DANS LE SECTEUR DE LA MICROELECTRONIQUE. APRES UNE DESCRIPTION DES VARIETES CRISTALLINES DU SIC, LE REACTEUR EXPERIMENTAL MIS EN PLACE EST PRESENTE. LES ETAPES D'ELABORATION DES MONOCRISTAUX AINSI QUE LES SEQUENCES DE CROISSANCE DEVELOPPEES SONT DETAILLEES. LES CRISTAUX OBTENUS SONT ETUDIES EN FONCTION DE LEURS CONDITIONS DE CROISSANCE AFIN DE DEGAGER LES PARAMETRES IMPORTANTS DU SYSTEME. UNE FOIS CES PARAMETRES IDENTIFIES, LEURS INFLUENCES SUR LA QUALITE DU CRISTAL, SA NATURE ET SUR LA VITESSE DE DEPOT SONT ANALYSEES. LES TECHNIQUES MISES EN UVRE POUR CARACTERISER LES ECHANTILLONS OBTENUS SONT PAR AILLEURS DECRITES. OUTRE CE TRAVAIL EXPERIMENTAL, NOUS AVONS TENTE DE SIMULER LES DIFFERENTS PHENOMENES PHYSIQUES INTERVENANT LORS DE LA CROISSANCE DE MONOCRISTAUX DE CARBURE DE SILICIUM DANS NOTRE REACTEUR AFIN D'AMELIORER LA COMPREHENSION DU SYSTEME. POUR CELA, NOUS AVONS D'UNE PART CALCULE LES EQUILIBRES THERMODYNAMIQUES, D'AUTRE PART ETUDIE LES TRANSFERTS THERMIQUES ET LE TRANSPORT DE MASSE DANS LE CREUSET. CE TRAVAIL DE SIMULATION, DEJA UTILISE DANS LES PROCEDES DE DEPOT CHIMIQUE EN PHASE GAZEUSE, EST APPLIQUE POUR LA PREMIERE FOIS AU TRANSPORT PHYSIQUE EN PHASE GAZEUSE
Author: International Atomic Energy Agency Publisher: International Atomic Energy Agency ISBN: 9789201063205 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 72
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This publication results from a technical meeting on phenomenology and technologies relevant to in-vessel melt retention (IVMR) and ex-vessel corium cooling (EVCC). The purpose of the publication is to capture the state of knowledge, at the time of that meeting, related to phenomenology and technologies as well as the challenges and pending issues relevant to IVMR and EVCC for water cooled reactors by summarizing the information provided by the meeting participants in a form useful to practitioners in Member States.
Author: Martin Seiss
Author: Martin Seiss
Author: Jessica Eid
Author: ALEXANDRE.. ELLISON
Author: ISABELLE.. GARCON
Author: International Atomic Energy Agency