Etude par spectroscopies électroniques de la nitruration du phosphure d'indium - Thèses Université Clermont Auvergne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2004

Study of the nitridation of indium phosphide by electronic spectroscopies

Etude par spectroscopies électroniques de la nitruration du phosphure d'indium

Résumé

This work deals with the nitridation of the indium phosphide. Indium phosphide is a III-V semiconductor with some great potential applications in micro- and opto-electronic devices. The nitridation is a surface treatment used in crystal growth of heterosctucture such as InN/InP.
A good knowledge of the surface state of InP(100) substrates is required for the study of nitridation process of InP(100). Electron spectroscopies like Auger electrons spectroscopy, X-ray electrons spectroscopy, electrons energy loss spectroscopy and elastic peak electron spectroscopy were used for this study. The effects of ionic argon bombardment –a key step before nitridation- and heating of the substrate up to a temperature of 250°C used for nitridation were investigated. Ionic bombardment entails the creation of metallic indium droplets which are 3D-2D transformed under the temperature.
The nitridation is operated in an ultravacuum chamber. The InP sample is exposed to the nitrogen flow created by a glow discharge cell. Nitrogen species used the indium metallic droplets to formed InN. The effects of nitridation time and incident angle of nitrogen exposure were monitored. The nitride layers were found to be thicker for 40 minutes of nitridation with an grazing incident angle for impinging nitrogen.
Actually annealing at 450°C of these InP(100) substrates covered by InN atomic monolayers was studied. The substrate did not present any significant damaging while the congruent evaporation temperature of InP is 370°C. Thus it showed that nitride film has a passivating effect.
Ce mémoire a trait à la nitruration du phosphure d'indium. Le phosphure d'indium est un semiconducteur III-V présentant un fort potentiel dans les domaines de la micro et de l'optoélectronique. La nitruration est un traitement de surface intervenant dans la croissance d'hétérostructures du type InN/InP.
L'étude du processus de nitruration de l'InP(100) nécessite d'avoir une parfaite connaissance de l'état de la surface des substrats. Cette étude a été menée en employant différentes spectroscopies électroniques : spectroscopie des électrons Auger, des photoélectrons X, des pertes d'énergie des électrons et spectroscopie des électrons réfléchis élastiquement. Les effets du bombardement ionique –étape préalable à la nitruration- et du chauffage à une température égale à celle utilisée pour la nitruration ont été analysés. Le bombardement ionique entraîne la création de cristallites d'indium métallique qui subissent une transformation 3D-2D sous l'effet de la température.
La nitruration est réalisée dans un bâti ultravide. L'échantillon d'InP est exposé à un flux d'azote actif produit par une source à décharge haute tension. Les espèces azotées consomment les cristallites d'indium métallique précédemment créés par le bombardement ionique pour former de l'InN. Les effets du temps d'exposition au flux d'azote ainsi que de l'incidence du flux par rapport à la surface de l'échantillon ont été étudiés. Il s'est avéré que pour 40 minutes d'exposition sous une incidence rasante l'épaisseur des couches de nitrure était la plus importante.
L'étude d'un recuit des monocouches atomiques d'InN sur substrat d'InP à 450°C a montré le pouvoir passivant du film de nitrure puisque aucune détérioration du substrat n'a été constaté alors que la température de congruence de l'InP est de 370°C.
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Dates et versions

tel-00011393 , version 1 (16-01-2006)
tel-00011393 , version 2 (04-11-2009)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00011393 , version 1

Citer

Matthieu Petit. Etude par spectroscopies électroniques de la nitruration du phosphure d'indium. Matière Condensée [cond-mat]. Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2004. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00011393v1⟩
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