Caractérisation par microscopie électronique en transmission de la croissance et de la relaxation des structures épitaxiales contraintes en compression dans le système InGaAs-InP

par Christophe Miossi

Thèse de doctorat en Sciences. Sciences des matériaux

Sous la direction de Michel Pitaval.

Soutenue en 1995

à Lyon 1 .

Le jury était composé de Michel Pitaval.

mots clés

• Épitaxie
• Arséniure de gallium
• Phosphure d'indium
• Microscopie électronique en transmission
• Hétérostructures
• Relaxation des contraintes
• Dislocations dans les semiconducteurs

Résumé

Le sujet est l'etude par microscopie electronique en transmission (met) de l'epitaxie du materiau in#xga#1#-#xas sur inp(001). Ce systeme presente un fort interet pour les applications optoelectroniques et microelectroniques et il est important d'en maitriser la croissance tant pour la qualite de couches que celles des interfaces. A chaque composition x, correspondent des proprietes optoelectroniques mais egalement un parametre cristallin, et donc un desaccord parametrique avec le substrat qui influence l'epitaxie. Le domaine de compositions etudiees qui varie de x=0,47 (le materiau en accord a l'inp) a x = 1 (l'inas) couvre les contraintes en compression. Une etude systematique a ete menee pour l'epitaxie par jets moleculaires (ejm) en fonction de l'epaisseur des couches et a deux temperatures de croissance 450c et 525c. En correlation avec les mesures rheed effectuees pendant la croissance, elle a permis une meilleure interpretation de l'evolution de celle-ci. Trois domaines de compositions se differencient par leur comportement. Pour x<0,75 la croissance est 2d et un reseau orthogonal de dislocations a 60 a l'interface relaxe la contrainte. Pour x>0,85 la croissance s'accompagne de la formation d'ilots. Dans le domaine intermediaire 0,75<x<0,85, la croissance est 2d a basse temperature (450c) et 3d a 525c. La relaxation des couches sur substrats desorientes obtenue par epitaxie en phase vapeur dans le domaine de faibles contraintes a egalement ete etudiee

Titre traduit

Transmission electron microscopy characterization of growth and relaxation of compressively strained epitaxial structures in ingaas/inp system

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