Cristallogenese de l'arseniure de gallium par la technique czochralski sous basse pression. Contribution a l'etude de la formation des defauts dans le materiau non dope

par LAURENT GUILBERT

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Michel Bonnet.

Soutenue en 1991

à Paris 6 .

mots clés

Résumé

Un equipement czochralski silicium a ete transforme pour elaborer des lingots de gaas de 3 pouces sous pression reduite. Un procede original a ete mis en uvre pour realiser la synthese du compose avant le tirage du cristal sous encapsulant. Des mesures thermiques in situ montrent que les gradients sont 2 a 4 fois plus faibles que dans un four czochralski haute pression, et que les echanges s'operent principalement par radiation a travers l'encapsulant. L'influence des conditions thermiques sur la forme d'interface et la generation des defauts est etudiee. Les revelations chimiques font apparaitre une structure cellulaire analogue a celle du materiau haute pression, avec toutefois une densite moindre de dislocations, des cellules plus grandes et des regions exemptes de cellules. L'etude des precipites d'arsenic attaches aux dislocations montre que le point de fusion congruente de gaas est decale vers l'arsenic, que la precipitation est inachevee dans le materiau lec brut de croissance, et qu'elle necessite un vieillissement prealable des dislocations. Partant d'une solution solide gaas intrinseque homogene et sans dislocations au point de fusion, les processus successifs mettant en jeu les dislocations et les defauts ponctuels sont envisages. Les consequences sur la segregation et sur la nucleation de l'arsenic en exces sont etudiees. Les predictions de ce modele quant a la microstructure et aux heterogeneites du materiau sont en accord avec nos observations et avec de nombreux resultats de photoluminescence, tomographie et microscopique electronique fournis par d'autres auteurs

Titre traduit

Low-pressure liquid-encapsulated czochralski growth of gallium arsenide. Formation of grown-in defects in undoped material

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