Apport des techniques de photoémission à la connaissance des hétérostructures Ge/Si(001), Si/Ge(001), Si1-xGex/Si(001) et Si1-xGex/Ge(001)

par Dominique Aubel

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Lucien Kubler.

Soutenue en 1995

à Mulhouse .


  • Résumé

    Les premières phases de la croissance à température ambiante (TA) et 400°C des deux hétérostructures Si/Ge(001) et Ge/Si(001) ont été étudiées par des techniques de surface comme la spectroscopie de photoélectrons X(XPS) et UV(UPS) et la diffraction d'électrons lents (LEED). Un effort particulier a été fait pour développer la dernière née des méthodes d'investigations structurales dérivée de l'XPS à savoir la diffraction de photoélectrons X(XPD). L'analyse fine de l'émergence des signatures XFD et la mesure des contrastes sur les pics de diffusion vers l'avant en fonction du recouvrement, apportent des renseignements précis concernant l'empilement des atomes dans les couches et donc les modes de croissance initiaux. En second lieu, nous avons élaboré par voie MBE des hétérostructures d'alliages Si1-xGex sur Si(001) pour x faible et Si1-xGex sur Ge(001) pour x fort. Ces couches ont été fabriquées à 400°C par co-évaporation et analysées in situ par XPS, UPS, LEED et par XPD, avant d'être analysées ex situ par XRD, RBS, Raman dans le cadre de différentes collaborations. La conjonction de ces caractérisations ex situ avec nos études de surface in situ, nous a permis de déterminer la qualité cristallographique, la composition en Ge et l'état de contrainte de ces alliages Si1-xGex. La terminaison de surface de ces alliages Si1-xGex a été sondée in situ par des expériences de nitruration initiale qui ont revélé une forte ségrégation du Ge à la surface de ceux-ci. En troisième lieu, des résultats exploratoires sont présentés sur la nitruration thermique des alliages Si1-xGex soulignant la sélectivité de nitruration thermique entre Si et Ge. Contrairement au processus thermique, la nitruration assistée par plasma permet d'obtenir une nitruration simultanée des deux éléments de l'alliage

  • Titre traduit

    Contribution of in situ photoemission techniques to the knowledge of Ge/Si(001), Si/Ge(001), Si1-xGex/Si(001), Si1-xGex/Ge(001) heterostructures


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