THERMODYNAMIC STUDIES OF THE SILICON TRANSPORT IN LPE GROWTH ON InP SUBSTRATES

Résumé
L'origine de l'impureté Si dans les semi-conducteurs à base de InP/In GaASP, élaborés par épitaxie en phase liquide, a été étudiée par le calcul thermodynamique des équilibres complexes existant dans un réacteur classique : tube en quartz, nacelle en graphite et atmosphère d'hydrogène. Le silicium se trouve essentiellement sous la forme des molécules SiH₄, SiO et SiP₂, en phase gazeuse et du carbure SiC en phase condensée. Lorsque le flux d'hydrogène est porteur de vapeur d'eau, les teneurs en silicium de la phase gazeuse diminuent, et le SiC disparaît. Les calculs thermodynamiques prévoient les dopages ou purifications en silicium des substrats InP. Les résultats obtenus expliquent les observations expérimentales. La même approche a été utilisée pour étudier le rôle de la phosphine.

Abstract
Thermodynamic calculations are used to investigate the transport processes in a conventional LPE growth reactor on InP substrate. The influence of the furnace materials, silica tube and graphite boat, are analysed during the two mains operations : baking and growth. The silicon is carried by SiH₄, SiO and SiP₂ molecules and we have calculated the doping of InP substrates with silicon. The experimental determinations are in agreement with our calculations as well as for phosphine concentrations in the H₂ carrier gas than for the Si impurity concentrations without baking and after baking with small H₂O vapor content in H₂.