Epitaxie par jets chimiques du silicium et du disiliciure de fer sur silicium

par Jean-Yves Natoli

Thèse de doctorat en Sciences des matériaux

Sous la direction de Jacques Derrien.

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  • Résumé

    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 (<650c). Sous un aspect plus fondamental, nous avons pu notamment determiner les conditions de croissance selective sur sio2 et mettre en evidence des differences de vitesse de croissance entre les faces (111) et (100) du silicium. Ces resultats revelent l'importance de la densite et de la position des liaisons pendantes en surface sur l'adsorption des molecules de disilane. L'heteroepitaxie du siliciure a ete effectuee soit par depot de fer seul, soit par codepot. Les precurseurs gazeux utilises sont le pentacarbonyle de fer (fe(co)5) et le disilane. Nous avons pu obtenir des heterostructures beta-fesi2/si presentant des interfaces abruptes et des tailles de grains epitaxies importantes (1000 nm). Au cours de la croissance nous avons mis en evidence l'epitaxie de petits grains (20 nm) de alpha-fesi2, phase normalement stable pour des temperatures superieures a 940c. L'ensemble de nos resultats nous permet d'attribuer l'origine de cette phase metastable a l'effet de l'epitaxie, et sa stabilisation a la cinetique de croissance. Seul un recuit lent permet alors la transformation alpha-fe-si2beta-fesi2, qui s'accompagne d'une coalescence spectaculaire des grains. La caracterisation des couches a ete realisee in situ par diffraction d'electrons rapides en incidence rasante (rheed) et spectroscopie de photoelectrons (xps, ups), puis ex situ par microscopie electronique a balayage (sem) et a transmission (tem)


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Informations

  • Détails : 1 vol. ( 121 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr.: f. 116-120

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  • Bibliothèque : Université Aix-Marseille (Marseille. Luminy). Service commun de la documentation. Bibliothèque de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 23079
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