Etude par double et triple diffraction des rayons X et modélisation, de la relaxation des contraintes dans des hétérostructures semiconductrices GaInAs-GaAs et AlInAs-GaAs à rampe de composition graduelle linéaire

par Stéphane Trudel

Thèse de doctorat en Sciences des matériaux

Sous la direction de Jean Di Persio.

Soutenue en 1997

à Lille 1 .


  • Résumé

    Le systeme alinas/gainas/gaas presente des potentialites tres elevees dans le domaine du transport electronique et de l'optique. Ces potentialites sont d'autant plus grandes que le taux d'indium est eleve (30% et plus) et que le materiau est libre de contraintes. Ces deux proprietes sont mutuellement exclusives et necessitent le recours a des structures tampons capables d'absorber les enormes differentiels de contraintes qui seraient generes dans la couche si les materiaux etaient mis directement au contact pendant la croissance. Dans ce travail, nous nous sommes interesses au comportement mecanique de la structure tampon elle-meme et a la facon dont elle relaxe les contraintes. Peut-on y obtenir une relaxation totale des contraintes par l'introduction controlee de dislocations ? pour repondre a cette question, nous avons choisi d'etudier la rampe de composition graduelle lineaire epaisse. Differentes configurations de sortie de rampe ont ete etudiees. L'etude experimentale du taux de relaxation moyen dans ces structures a utilise les techniques de double et de triple diffraction des rayons x, couplees a la microscopie electronique. Nous montrons ici que la technique de la triple diffraction des rayons x, basee sur une cartographie d'intensite autour de nuds du reseau reciproque, est essentielle pour l'analyse de ces structures fortement contraintes. Nos resultats montrent qu'un taux de relaxation tres superieur a 90% peut etre obtenu pour certaines configurations. L'analyse theorique et l'interpretation de ces resultats est faite et discutee dans le cadre de modeles de relaxation proposes, en particulier celui de tersoff dont nous montrons ici tres clairement les limitations. Nous donnons les conditions d'apparition d'une dislocation dans une rampe simple par nucleation en surface, et expansion, d'une demi-boucle de dislocation. Ce calcul a permis de recouper les valeurs experimentales mesurees des epaisseurs libres de dislocations des rampes simples

  • Titre traduit

    Characterization by double and triple X-ray diffraction and modelisation of strain relief in linearly grated buffer InGaAs-GaAs and InAlAs-GaAs semiconductor heterostructures


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Informations

  • Détails : 1 vol. (VII-192 f.)
  • Annexes : Bibliogr. f. 185-192

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  • Bibliothèque : Université des sciences et technologies de Lille (Villeneuve d'Ascq, Nord). Service commun de la documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 50376-1997-50
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