Croissance métamorphique par Epitaxie par ...
Type de document :
Thèse
Titre :
Croissance métamorphique par Epitaxie par Jets Moléculaires et caractérisations physiques pour Transistor Bipolaire à Hétérojonction InP/InGaAs sur GaAs
Titre en anglais :
Metamorphic growth by Molecular Beam Epitaxy and physical characterizations for InP/InGaAs Heterojunction Bipolar Transistor on GaAs
Auteur(s) :
Lefebvre, Eric [Auteur]
Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 [IEMN]
Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 [IEMN]
Directeur(s) de thèse :
Francis Mollot
Date de soutenance :
2005-06-03
Président du jury :
Ghislaine COULON (présidente)
Michel GENDRY (rapporteur)
Jean-Luc PELOUARD (rapporteur)
Francois ALEXANDRE (examinateur)
Yvon CORDIER (examinateur)
Mohammed ZAKNOUNE (examinateur)
Michel GENDRY (rapporteur)
Jean-Luc PELOUARD (rapporteur)
Francois ALEXANDRE (examinateur)
Yvon CORDIER (examinateur)
Mohammed ZAKNOUNE (examinateur)
Membre(s) du jury :
Ghislaine COULON (présidente)
Michel GENDRY (rapporteur)
Jean-Luc PELOUARD (rapporteur)
Francois ALEXANDRE (examinateur)
Yvon CORDIER (examinateur)
Mohammed ZAKNOUNE (examinateur)
Michel GENDRY (rapporteur)
Jean-Luc PELOUARD (rapporteur)
Francois ALEXANDRE (examinateur)
Yvon CORDIER (examinateur)
Mohammed ZAKNOUNE (examinateur)
Organisme de délivrance :
Université des Sciences et Technologie de Lille - Lille I
École doctorale :
Sciences des Matériaux, du Rayonnement et de l'Environnement
Mot(s)-clé(s) :
Epitaxie par Jets Moléculaires
III-V
cinétique des adatomes III
métamorphique
buffer GaAs-InP
buffer graduel
buffer uniforme
front de croissance
tilt
cross-hatch
Transistor Bipolaire à Hétérojonction
TBH
InP
InGaAs
béryllium
durée de vie électronique
III-V
cinétique des adatomes III
métamorphique
buffer GaAs-InP
buffer graduel
buffer uniforme
front de croissance
tilt
cross-hatch
Transistor Bipolaire à Hétérojonction
TBH
InP
InGaAs
béryllium
durée de vie électronique
Mot(s)-clé(s) en anglais :
Molecular Beam Epitaxy
III adatoms kinetics
metamorphic
graded buffer layer
GBL
uniform buffer layer
UBL
growth front
Heterojunction Bipolar Transistor
HBT
electron lifetime
III adatoms kinetics
metamorphic
graded buffer layer
GBL
uniform buffer layer
UBL
growth front
Heterojunction Bipolar Transistor
HBT
electron lifetime
Discipline(s) HAL :
Sciences de l'ingénieur [physics]/Micro et nanotechnologies/Microélectronique
Résumé :
Les Transistors Bipolaires à Hétérojonction fonctionnent à hautes fréquences sous des tensions d'environ 5V, en particulier dans le système de matériaux InP/InGaAs. Il est souhaitable d'obtenir ces performances non pas sur ...
Lire la suite >Les Transistors Bipolaires à Hétérojonction fonctionnent à hautes fréquences sous des tensions d'environ 5V, en particulier dans le système de matériaux InP/InGaAs. Il est souhaitable d'obtenir ces performances non pas sur InP mais sur GaAs, substrat plus robuste, disponible en taille supérieure et préféré en industrie. Un buffer métamorphique GaAs → InP est alors requis pour relaxer la contrainte due au désaccord de paramètre de maille. Cette thèse porte sur la croissance par Epitaxie par Jets Moléculaires de tels buffers et de TBH InP/InGaAs à base fortement dopée au béryllium. Les buffers sont évalués via un protocole expérimental dédié au TBH, associant des caractérisations «matériaux» (photoluminescence, Double Diffraction des rayons X, microscopies optique et à force atomique AFM) et électriques (diodes métamorphiques). Nous comparons ainsi les deux processus de relaxation possibles : avec introduction progressive de la contrainte sur buffer graduel In(Ga)AlAs, abrupte sur buffer uniforme InP. Le rôle de la cinétique des adatomes III en front de croissance sur le processus graduel est démontré. Les performances des TBH métamorphiques InP/InGaAs épitaxiés sur GaAs via un buffer graduel InGaAlAs sont au final proches de celles des TBH de référence sur InP.Lire moins >
Lire la suite >Les Transistors Bipolaires à Hétérojonction fonctionnent à hautes fréquences sous des tensions d'environ 5V, en particulier dans le système de matériaux InP/InGaAs. Il est souhaitable d'obtenir ces performances non pas sur InP mais sur GaAs, substrat plus robuste, disponible en taille supérieure et préféré en industrie. Un buffer métamorphique GaAs → InP est alors requis pour relaxer la contrainte due au désaccord de paramètre de maille. Cette thèse porte sur la croissance par Epitaxie par Jets Moléculaires de tels buffers et de TBH InP/InGaAs à base fortement dopée au béryllium. Les buffers sont évalués via un protocole expérimental dédié au TBH, associant des caractérisations «matériaux» (photoluminescence, Double Diffraction des rayons X, microscopies optique et à force atomique AFM) et électriques (diodes métamorphiques). Nous comparons ainsi les deux processus de relaxation possibles : avec introduction progressive de la contrainte sur buffer graduel In(Ga)AlAs, abrupte sur buffer uniforme InP. Le rôle de la cinétique des adatomes III en front de croissance sur le processus graduel est démontré. Les performances des TBH métamorphiques InP/InGaAs épitaxiés sur GaAs via un buffer graduel InGaAlAs sont au final proches de celles des TBH de référence sur InP.Lire moins >
Résumé en anglais : [en]
Heterojunction Bipolar Transistors currently operate at high frequencies under voltage of approximately 5V, in particular in the InP/InGaAs materials system. It is desirable to obtain these performances on GaAs rather than ...
Lire la suite >Heterojunction Bipolar Transistors currently operate at high frequencies under voltage of approximately 5V, in particular in the InP/InGaAs materials system. It is desirable to obtain these performances on GaAs rather than on InP substrates, because GaAs ones are more reliable, available in higher size and preferred in industry. A GaAs → InP metamorphic buffer is then required to relax the strain due to the lattice mismatch. This thesis deals with the growth by Molecular Beam Epitaxy of such buffers and of InP/InGaAs HBT with highly beryllium doped base. The buffers are evaluated thanks to an experimental protocol dedicated to HBT, which associates materials (photoluminescence, Double axis X-Ray Diffraction, optical and atomic force AFM microscopy) and electrical characterizations (metamorphic diodes). We thus compare the two possible relaxation processes : progressive strain introduction on InGaAlAs Graded Buffer Layer and abrupt strain introduction on InP Uniform Buffer Layer. The dependency of the graded process on the III adatoms kinetic on the growth front is demonstrated. The performances of metamorphic InP/InGaAs HBT grown on GaAs via an InGaAlAs GBL are finally close to those of the reference HBT on InP.Lire moins >
Lire la suite >Heterojunction Bipolar Transistors currently operate at high frequencies under voltage of approximately 5V, in particular in the InP/InGaAs materials system. It is desirable to obtain these performances on GaAs rather than on InP substrates, because GaAs ones are more reliable, available in higher size and preferred in industry. A GaAs → InP metamorphic buffer is then required to relax the strain due to the lattice mismatch. This thesis deals with the growth by Molecular Beam Epitaxy of such buffers and of InP/InGaAs HBT with highly beryllium doped base. The buffers are evaluated thanks to an experimental protocol dedicated to HBT, which associates materials (photoluminescence, Double axis X-Ray Diffraction, optical and atomic force AFM microscopy) and electrical characterizations (metamorphic diodes). We thus compare the two possible relaxation processes : progressive strain introduction on InGaAlAs Graded Buffer Layer and abrupt strain introduction on InP Uniform Buffer Layer. The dependency of the graded process on the III adatoms kinetic on the growth front is demonstrated. The performances of metamorphic InP/InGaAs HBT grown on GaAs via an InGaAlAs GBL are finally close to those of the reference HBT on InP.Lire moins >
Langue :
Français
Commentaire :
Thesis available online from January 2006<br />Previously available on the website of the Epitaxy Team at IEMN<br />Transferred on http://tel.ccsd.cnrs.fr on May 21st, 2006 (for the new version of the website of the Epitaxy Team at IEMN)<br /><br />Author currently at the Department of Microtechnology and Nanoscience MC2<br />Chalmers University of Technology, Göteborg – SWEDEN<br /><br />Thèse disponible en ligne depuis Janvier 2006<br />Précédemment disponible sur le site web de l'Equipe Epitaxie de l'IEMN<br />Transférée sur http://tel.ccsd.cnrs.fr le 21 mai 2006 <br />(pour la nouvelle version du site web de l'Equipe Epitaxie de l'IEMN)
Source :
Fichiers
- https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00070835/document
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