EPVOM du matériau InGaAs-InP avec l'arsine ou le triméthylarsenic et du nitrure à petit gap GaAsN-GaAs : utilisation de l'azote comme gaz vecteur

par Laurent Auvray

Thèse de doctorat en Sciences. Sciences des matériaux et des surfaces

Sous la direction de Yves Monteil et de Hervé Dumont.

Soutenue en 2001

à Lyon 1 .

Le jury était composé de Yves Monteil, Hervé Dumont.


  • Résumé

    Les matériaux InGaAs et GaAsN ont été élaborés par EPVOM en utilisant comme gaz vecteur H2 ou N2. Un inconvénient de l'EPVOM est l'utilisation d'hydrures (arsine, phosphine) très toxiques, stockés sous haute pression. Par contre le triméthylarsenic (TMAs) est un composé peu toxique, liquide à température ambiante. Nous présentons une étude comparative entre le TMAs et l'arsine pour la croissance de In0,53Ga0,47As/InP, en association avec le triméthylindium et le triméthylgallium (TMG). La substitution du TMAs à l'arsine induit une dégradation des propriétés morphologiques (AFM), électriques et optiques des couches, tendance dramatiquement accentuée sous gaz vecteur N2. En revanche, avec l'arsine, des couches de qualité électronique équivalente sont obtenues avec H2 ou N2. Les nitrures Ga(In)AsN s'imposent aujourd'hui comme une voie pour réaliser l'émission à 1,3 micromètre sur substrat GaAs. Cette longueur d'onde, utile pour les Télécommunications optiques, est accessible car l'incorporation de faibles quantités d'azote réduit fortement le gap du matériau. Cependant, cette incorporation est difficile est nécessite des conditions de croissance fortement hors-équilibre. Nous avons privilégié le gaz vecteur N2 car il facilite cette incorporation. La 1,1-diméthylhydrazine a été choisie comme précurseur de l'azote, associée au TGM et à l'arsine. L'incorporation de l'azote a été étudiée en fonction des paramètres de croissance. Son influence sur le mode de croissance des couches a été explorée. Les propriétés optiques ont été caractérisées par photoluminescence (PL) et par photoréflectivité. L'incorporation d'azote dégrade fortement la luminescence du matériau. Cependant, un recuit post-croissance des couches, dans des conditions optimisées, permet une amélioration spectaculaire de leur qualité optique. L'émission de PL à basse température a pour origine la recombinaison d'excitons localisés. À plus haute température, elle est dominée par la recombinaison d'excitons libres.


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  • Détails : 1 vol. (246 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 236-246

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  • Cote : 2001LYO19001
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