Epitaxie par jets chimiques du silicium et du disiliciure de fer sur silicium PDF Download
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LE BUT DE CE TRAVAIL EST L'ELABORATION DU DISILICIURE DE FER BETA-FESI2 PAR LA TECHNIQUE D'EPITAXIE PAR JET CHIMIQUE. CE MATERIAU EST EN EFFET PROMETTEUR POUR L'OPTOELECTRONIQUE INTEGRE EN TECHNOLOGIE SILICIUM. CETTE ETUDE A ETE SEPAREE EN DEUX VOLETS: LE PREMIER S'INTERESSE A L'HOMOEPITAXIE DU SILICIUM ET LE SECOND A L'HETEROEPITAXIE DU SILICIURE DE FER SUR SILICIUM. L'HOMOEPITAXIE DU SILICIUM EFFECTUEE A PARTIR DU DISILANE (SI2H6) PERMET D'OBTENIR DES COUCHES DE QUALITE CRISTALLINE TRES SATISFAISANTE POUR DES TEMPERATURES RELATIVEMENT BASSES (
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LE BUT DE CE TRAVAIL EST L'ELABORATION DU DISILICIURE DE FER BETA-FESI2 PAR LA TECHNIQUE D'EPITAXIE PAR JET CHIMIQUE. CE MATERIAU EST EN EFFET PROMETTEUR POUR L'OPTOELECTRONIQUE INTEGRE EN TECHNOLOGIE SILICIUM. CETTE ETUDE A ETE SEPAREE EN DEUX VOLETS: LE PREMIER S'INTERESSE A L'HOMOEPITAXIE DU SILICIUM ET LE SECOND A L'HETEROEPITAXIE DU SILICIURE DE FER SUR SILICIUM. L'HOMOEPITAXIE DU SILICIUM EFFECTUEE A PARTIR DU DISILANE (SI2H6) PERMET D'OBTENIR DES COUCHES DE QUALITE CRISTALLINE TRES SATISFAISANTE POUR DES TEMPERATURES RELATIVEMENT BASSES (
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LA PHASE BETA DU DISILICIURE DE FER EST UN ALLIAGE A BASE DE FER ET DE SILICIUM QUI SEMBLE POSSEDER LES PROPRIETES D'UN SEMICONDUCTEUR A GAP DIRECT ALORS QUE LA PLUPART DES AUTRES SILICIURES SONT METALLIQUES. SON EPITAXIE SUR DES SUBSTRATS DE SILICIUM (SURFACES PLANES ET SURFACES A MARCHES) A ETE ENTREPRISE PAR L'EPITAXIE PAR JETS MOLECULAIRES (MBE) EN ULTRAVIDE AVEC UNE CARACTERISATION IN-SITU PAR DE LA DIFFRACTION D'ELECTRONS EN INCIDENCE RASANTE (RHEED). DANS UNE PREMIERE PARTIE NOUS CARACTERISONS DES SURFACES A MARCHES DE SUBSTRATS SILICIUM A PARTIR DE L'ANALYSE DE CLICHES DE DIFFRACTION (RHEED). NOUS DETERMINONS DES PARAMETRES GEOMETRIQUES COMME LA HAUTEUR DES MARCHES ET LA LARGEUR DES TERRASSES. NOS RESULTATS PORTENT SUR DES SURFACES VICINALES (111) ET (100) DE SILICIUM. SUR LA SURFACE (111) ON OBSERVE UNE STABILISATION EN MARCHES DE HAUTEURS MONO ET TRIATOMIQUE. EN CE QUI CONCERNE LES SURFACES (100), NOUS AVONS PU STABILISER UNE SURFACE PRESENTANT DES TERRASSES DE 50 A ET UNE HAUTEUR DE MARCHES BIATOMIQUE. DANS UNE DEUXIEME PARTIE, NOUS ABORDONS LE PHENOMENE DE RUGOSITE CINETIQUE QUE NOUS RENCONTRONS DURANT NOS ETUDES. C'EST UN PROBLEME GENERAL DE CROISSANCE A BASSE TEMPERATURE OU LA DIFFUSION EST REDUITE. DEUX COMPORTEMENTS DIFFERENTS ONT ETE MONTRES. AINSI, LE FER ET LE SILICIUM ONT ETE COMPARES DANS DES EXPERIENCES SIMILAIRES. ON A MONTRE LE DEVELOPPEMENT D'UNE RUGOSITE CINETIQUE AU COURS DE LA CROISSANCE. DES RESULTATS ANTERIEURS ONT DEJA PERMIS DE TROUVER QUE LE DEPOT ALEATOIRE D'ATOMES DE FER SUR UNE COUCHE TAMPON DE FER EPITAXIE, CONDUIT A UN COMPORTEMENT ATTENDU. LA SURFACE DEVELOPPE UNE FAIBLE RUGOSITE. PAR CONTRE NOS EXPERIENCES ONT MONTRE CLAIREMENT QUE LE SILICIUM A UN COMPORTEMENT COMPLETEMENT DIFFERENT ET CONTRAIRE A LA THEORIE. ON OBTIENT UNE RUGOSITE BEAUCOUP PLUS IMPORTANTE QUE CELLE ATTENDUE POUR UNE CERTAINE EPAISSEUR DEPOSEE. NOUS MONTRONS QU'IL S'AGIT DE PHENOMENES ACTIVES THERMIQUEMENT. ENFIN NOUS AVONS ABORDE LE PROBLEME DE L'HETEROEPITAXIE DE FESI#2 SUR LE SILICIUM PAR COEVAPORATION STOECHIOMETRIQUE DE FER ET DE SILICIUM SUR SUBSTRATS PLANS, PUIS VICINAUX AFIN DE SELECTIONNER UN SEUL DOMAINE D'EPITAXIE. A HAUTE TEMPERATURE (450C - 650C), NOUS AVONS TOUJOURS TROUVE LA PHASE ALPHA, ALORS QU'ON S'ATTENDRAIT A VOIR APPARAITRE LA PHASE BETA A CES TEMPERATURES. CE RESULTAT SEMBLE EN FAIT PROVENIR DES CONDITIONS CINETIQUES PROPRES A LA MBE ET AU PROBLEME D'EPITAXIE SUR SUBSTRAT. LES DEPOTS SUR SUBSTRAT VICINAL, ONT MONTRE, A CE JOUR, QUE LES MARCHES NE SELECTIONNENT PAS UN SEUL DOMAINE D'EPITAXIE DE LA PHASE BETA. PAR CONTRE LA PHASE ALPHA SEMBLE BIEN S'EPITAXIER LE LONG DES BORDS DE MARCHES COMME LE MONTRENT LES PHOTOS DE MICROSCOPIE ELECTRONIQUE EN TRANSMISSION
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Les travaux présentés dans ce manuscrit sont consacrés à la croissance par épitaxie par jets moléculaires (EJM) de nanostructures isolées de Ge sur Si. Nous nous sommes intéressés à trois types de nanostructures; des boîtes quantiques isoléees de Ge avec une forte densité, des boîtes de Ge auto organisées sur des îlots de Si et des nanostructures de Ge incorporées dans des nanofils de Si. Un effort important a été porté sur l'élaboration de ces nanostructures par la voie EJM et sur la caractérisation de leurs propriétés structurales et chimiques. Nous avons mis en évidence par une étude de diffraction X en incidence rasante (GID) et par spectroscopie d'absorption X (EXAFS) que les boîtes quantiques de Ge épitaxiées à travers une fine couche d'oxyde étaient fortement contraintes par rapport au substrat de Si et sont presque pures Ge. La structure cristalline des boites de Ge encapsulées dans le Si a été étudiée par microscopie électronique en haute résolution (MET) et une étude par photoluminescence à basse température a montré une émission de ces boîtes dans le spectre visible. Cette luminescence a été attribuée à la présence de liaison résiduelle Ge-O à l'interface entre les boîtes et le Si d'encapsulation. La croissance d'îlots de Si par épitaxie latérale à travers la couche d'oxyde a permis de supprimer ces liaisons et d'obtenir une luminescence des boîtes de Ge dans l'infra rouge avec une très faible largeur de raie. Ce phénomène est attribué à une faible dispersion en taille des boites de Ge élaborées sur ces ilots de Si. Le dernier volet de ces travaux a porté sur l'élaboration de nanofils de Si par la voie VLS et sur l'incorporation de couches fines de Ge dans ces nanofils. L'interdiffusion du silicium dans ces couches de Ge a été quantifié par diffraction anomale et la structure cristalline des fils a été étudiée par MET.
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Les travaux présentés dans ce manuscrit sont consacrés à la croissance par épitaxie par jets moléculaires (EJM) de nanostructures isolées de Ge sur Si. Nous nous sommes intéressés à trois types de nanostructures; des boîtes quantiques isoléees de Ge avec une forte densité, des boîtes de Ge auto organisées sur des îlots de Si et des nanostructures de Ge incorporées dans des nanofils de Si. Un effort important a été porté sur l'élaboration de ces nanostructures par la voie EJM et sur la caractérisation de leurs propriétés structurales et chimiques. Nous avons mis en évidence par une étude de diffraction X en incidence rasante (GID) et par spectroscopie d'absorption X (EXAFS) que les boîtes quantiques de Ge épitaxiées à travers une fine couche d'oxyde étaient fortement contraintes par rapport au substrat de Si et sont presque pures Ge. La structure cristalline des boites de Ge encapsulées dans le Si a été étudiée par microscopie électronique en haute résolution (MET) et une étude par photoluminescence à basse température a montré une émission de ces boîtes dans le spectre visible. Cette luminescence a été attribuée à la présence de liaison résiduelle Ge-O à l'interface entre les boîtes et le Si d'encapsulation. La croissance d'îlots de Si par épitaxie latérale à travers la couche d'oxyde a permis de supprimer ces liaisons et d'obtenir une luminescence des boîtes de Ge dans l'infra rouge avec une très faible largeur de raie. Ce phénomène est attribué à une faible dispersion en taille des boites de Ge élaborées sur ces ilots de Si. Le dernier volet de ces travaux a porté sur l'élaboration de nanofils de Si par la voie VLS et sur l'incorporation de couches fines de Ge dans ces nanofils. L'interdiffusion du silicium dans ces couches de Ge a été quantifié par diffraction anomale et la structure cristalline des fils a été étudiée par MET
Author: Regina Pinto de Carvalho Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 178
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CONSTRUCTION D'UNE INSTALLATION D'EPITAXIE SOUS VIDE ET ETUDE DE LA QUALITE CRISTALLOGRAPHIQUE, PHYSICO-CHIMIQUE ET ELECTRIQUE DES COUCHES A DOPAGE UNIFORME DE BORE OBTENU PAR TRANSFERT DU DOPANT DE LA SOURCE DE SICILIUM EVAPOREE. CONSTRUCTION D'UNE SOURCE D'IONS AS SU TYPE "REFLEX ELECTROSTATIQUE A CATHODE CHAUDE" ET DOPAGE PAR IMPLANTATION EN COURS DE CROISSANCE
Author: Jean-Yves Natoli
Author: Jean-Yves Natoli
Author: Alain Cruz
Author: Sylvain L.. Delage
Author: Romain Dujardin
Author: Romain Dujardin
Author: Regina Pinto de Carvalho
Author: Stephane Andrieu