Croissance hétéroépitaxiale du SiC-3C sur substats SiC hexagonaux : analyses par faisceaux d'ions accélérés des impuretés incorporées

par Maher Soueidan

Thèse de doctorat en Chimie des matériaux

Sous la direction de Yves Monteil.

Soutenue en 2006

à Lyon 1 .


  • Résumé

    L’utilisation de germes Si pour l’épitaxie du SiC-3C génère de nombreux défauts dans les couches en raison du désaccord de maille et de la dilatation thermique. Le SiC-3C peut aussi être déposé sur substrats SiC-α(0001) en s’affranchissant des problèmes rencontré sur substrat Si. La difficulté de contrôler la germination initiale génère cependant des macles qui sont difficiles à éviter ou éliminer ensuite. L'utilisation de l'épitaxie en phase vapeur comme technique de croissance n'a pas permis de s'affranchir de ces macles malgré l'optimisation de la préparation de surface des germes SiC- α. En revanche, des couches de SiC-3C exemptes de macle ont été obtenues en utilisant une technique de croissance originale, les mécanismes vapeur-liquid-solide, qui consiste à alimenter un bain Si-Ge avec du propane. La caractérisation des couches ainsi élaborées a montré une excellente qualité cristalline avec toutefois une incorporation non négligeable d'impuretés. Les éléments Al, Ge, B et Sn ont été dosés avec succès en utilisant des analyses par faisceaux d’ions accélérés, techniques peu conventionnelles pour SiC et présentant un challenge analytique.

  • Titre traduit

    Heteroepitaxial growth of 3C-SiC on hexagonal SiC substrates; Analysis by accelerated ion beam techniques of the incorporated impurities


  • Résumé

    Using silicon as substrate for growing 3C-SiC monocrystalline material generates too many defects in the layers due to lattice and thermal expansion mismatch. Though these difficulties are avoided by using hexagonal SiC substrates, the random formation of 60° rotated domains in the 3C layers generate a high density of twins. The use of vapour phase epitaxy for the growth did not allow reducing significantly the twin density despite the optimization of the in situ surface preparation of the seeds. On the other hand, these defects were eliminated by using Vapor-Liquid-Solid mechanism which consists in feeding a Si-Ge melt with propane. The characterization of these twin-free layers showed excellent crystalline quality. Some of the impurities incorporated during growth (Ge, Al, B, Sn) were successfully analysed using accelerated ion beam techniques though the detection and quantification of these elements inside SiC thin films are challenging

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Informations

  • Détails : 1 vol. (268 p.)
  • Annexes : 250 réf. bibliogr.

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  • Bibliothèque : Université Claude Bernard (Villeurbanne, Rhône). Service commun de la documentation. BU Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : T50/210/2006/198bis
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