Mise en oeuvre de la reflectance anisotrope spectroscopique pour l'etude in situ de la croissance des semiconducteurs 3-5 par la methode des organometalliques en phase vapeur

In situ study using reflectance anisotropy spectroscopy of the metalorganic chemical vapor deposition of 3-5 semiconductors

• Auteur / Autrice : Olivier Acher
• Direction : Michel Voos
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1990
• Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

La technique de reflectance anisotrope spectroscopique (aussi appelee reflectance differentielle spectroscopique) mesure l'anisotropie optique d'un echantillon sous incidence normale. Elle est apparentee a l'ellipsometrie et au dichroisme. On donne une presentation generale et unifiee des dispositifs a modulation de polarisation utilisant un modulateur photoelastique. Appliquee a des materiaux isotropes en volume comme les cristaux cubiques, cette technique est caracterisee uniquement la surface et les interfaces. La reflectance anisotrope permet l'etude in situ, en temps reel de la croissance en phase vapeur de semiconducteurs 3-5 par la methode des organometalliques. L'anisotropie optique de surface de inas et inp varie en fonction des conditions de croissance. On peut ainsi mettre en evidence des regimes transitoires dans les flux gazeux lors de la commutation des elements. Durant la croissance d'heterojonctions gainasp sur inp, alinas sur inp et gainp sur gaas, on observe sur l'enregistrement de reflectance anisotrope une variation rapide due au changement d'element 5, et des oscillations amorties de longue periode dues a l'interface enterree. Les enregistrements obtenus sont correles avec la mobilite electronique associee a l'heterojonction. Lors de la croissance de materiaux desadaptes en maille (inas sur inp, inp sur gaas sur silicium), on observe des anisotropies optiques tres importantes dues aux rugosites de surface. Des modeles optiques developpes a partir de la theorie des milieux effectifs permettent d'en rendre compte. La reflectance anisotrope a des applications importantes pour l'optimisation des flux, des conditions d'epitaxie, et de la procedure de depot de materiaux contraints