Croissance de nitrures d'elements iii par epitaxie en phase vapeur d'organometalliques sur substrats 6h-sic et si(111). Application aux transistors a effet de champ

par HACENE LAHRECHE

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Pierre Gibart.

Soutenue en 2000

à l'INP GRENOBLE .

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  • Résumé

    Le travail presente dans ce memoire est essentiellement centre sur la croissance par epvom de gan sur 6h-sic et si(111). Ces deux substrats proposent une alternative au saphir qui reste le plus communement utilise mais qui presente des limitations importantes, essentiellement en raison de ses proprietes thermiques. Sur 6h-sic, il a ete developpe un procede de croissance qui permet d'obtenir des films minces de gan ayant des proprietes structurales et optiques superieures a celles des films elabores sur substrat de saphir. Sur si(111), un procede de croissance developpe dans un premier temps a permis d'obtenir des films minces de gan monocristallins. Dans un deuxieme temps, il a ete possible de s'affranchir des problemes de contrainte dans ces films en proposant une structure tampon constituee de super-reseaux (ain/gan) x contraints. La tension biaxiale dans les films ayant ete diminuee d'un facteur quatre a permis d'augmenter sensiblement l'epaisseur des films epitaxies sans fissures. A partir de ces films minces de gan/si(111), un premier demonstrateur de transistor a effet de champ a ete obtenu. Ceci a ete rendu possible grace au caractere isolant des films de gan non intentionnellement dopes ainsi qu'aux bonnes proprietes de transports des films intentionnellement dopes de type n. En mesures statiques ces transistors ont des proprietes comparables a celles de transistors a canal gan sur saphir. En particulier, ils presentent un transconductance de 30 ms/mm et permettent un developpement en puissance de 7 w/mm. Ces resultats doivent etre ameliores grace a des structures a gaz d'electrons bidimensionnels algan/gan epitaxiees sur si(111) qui permettent d'atteindre des mobilites superieures a 800 cm 2/vs a 300k. Toutes les etapes qui menent a la realisation d'un dispositif, depuis la definition des conditions de croissance sur de nouveaux substrats jusqu'a l'optimisation de structures transistors ont ainsi ete parcourues.

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  • Détails : 169 p.
  • Annexes : 228 ref.

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