L'utilisation de substrats de silicium modifiés par le dépôt de germanium pour l'optimisation de la croissance hétéroépitaxiale de couches de 3C-SiC

par Charbel Zgheib

Thèse de doctorat en Milieux denses et matériaux

Sous la direction de Pierre Masri.

Soutenue en 2005

à Montpellier 2 .


  • Résumé

    Cette étude porte sur l'effet de l'incorporation du Ge dans l'optimisation de la croissance hétéroépitaxiale du 3C-SiC sur des substrats de Si. Elle s'inscrit dans le cadre d'une collaboration scientifique européenne visant l'optimisation de l'hétérostructure 3C-SiC/Si afin de faciliter son utilisation comme pseudosubstrat pour les matériaux III-V ou pour les applications dans les domaines de la microélectronique. Notre approche consiste à déposer du Ge sur la surface de Si juste avant la carbonisation afin de créer une couche intermédiaire entre 3C-SiC et Si. Nous avons varié la quantité de Ge déposée de 0-4 ML afin de trouver la quantité optimale. La première étape de ce travail consiste à étudier l'effet de l'introduction de Ge sur la couche de 3C-SiC formée après l'étape de carbonisation (2-3 nm). La deuxième étape consiste à étudier l'effet de l'incorporation du Ge sur les propriétés cristallines et structurales des couches minces de 3C-SiC (120-300 nm). Puis nous avons testé l'efficacité de l'utilisation de ces substrats modifiés comme pseudosubstrats pour la croissance des couches épaisses de 3C-SiC (2-5 µm). Nous avons trouvé que l'introduction du Ge décale l'état des contraintes, dans les couches de 3C-SiC, vers l'état compressif, ce qui permet de diminuer la quantité des contraintes dans l'hétérostructure 3C-SiC/Si. La présence de Ge améliore la qualité cristalline des couches de 3C-SiC et diminue la formation des cavités près de l'hétérointerface 3C-SiC/Si. Nous avons relié ces effets positifs à la formation d'une couche intermédiaire contenant du Ge jouant le rôle (i) d'un tampon pour la croissance de 3C-SiC, (ii) d'une barrière pour l'exodiffusion du silicium.


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Informations

  • Détails : 1 vol. (102 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Notes bibliographiques en fin de chapitres

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  • Bibliothèque : Bibliothèque interuniversitaire. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS 2005.MON-68
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