LOW PRESSURE VAPOUR PHASE EPITAXY OF GaAs -THE GROWTH RATE LIMITING PROCESSES

Résumé
La croissance de GaAs par la méthode au trichlorure d'arsenic fait intervenir comme étapes limitantes, des phénomènes de volume (transfert des espèces vers l'interface, etc...) et des réactions de surface (adsorption, incorporation, désorption, etc...). La cinétique des réactions de surface a été modélisée, mais celle-ci ayant été paramétrée à partir de résultats obtenus à 1atmosphère, le résultat tient compte implicitement des effets du transfert de masse par diffusion dans la phase vapeur. L'abaissement de la pression de travail, en augmentant le coefficient de diffusion des molécules, contribue à diminuer l'importance des phénomènes de volume au profit des réactions de surface. Les mesures de cinétique de croissance à basse pression ont ainsi permis de confirmer le modèle théorique mais également de mettre en évidence l'importance du transfert de masse sur la limitation de la vitesse de croissance. A partir d'un modèle simple de "couche limite", qui rend compte des effets du transfert par diffusion, et d'un modèle de cinétique de surface paramétré sur les résultats obtenus à faible pression, nous avons pu analyser les effets conjugués du flux diffusionnel et de la cinétique de surface. Cette modélisation permet d'atteindre les "vraies" conditions à l'interface cristal-vapeur (pressions partielles, sursaturation, recouvrement de la surface.. ) et d'étudier leurs fluctuations en fonction des paramètres expérimentaux. Ce type d'approche est appliqué à l'optimisation des conditions opératoires en vue de réaliser des dépôts homogènes en épaisseur et en dopage.

Abstract
A simple model is developped to study the competition between mass transfer and surface kinetics during the growth of GaAs in a chloride process. This more realisitic model provides an useful tool to investigate the "real" conditions at the growth interface (partial pressures, supersaturation, surface coverage...), and their variations with the process parameters fluctuations. Our treatment is applied to the optimization of the growth parameters for a better thickness and dopant uniformity in the grown layers.