Modélisation et simulation de l'interdiffusion de Gallium dans la croissance hétéroépitaxiée de CdTe sur GaAs

Abstract

L’objectif de ce mémoire est d’expliquer les diffusions anormales d’impuretés observées aux interfaces dans une hétéroépitaxie, dont un exemple frappant est celui de la diffusion anormale de Ga dans la couche CdTe épitaxiée sur un substrat GaAs. Après un bref rappel des résultats expérimentaux obtenus dans la littérature et par nous-mêmes sur cette diffusion anormale de Ga, nous avons présenté deux modèles analytiques de diffusion d’impuretés dans une couche épitaxiée en cours de croissance et nous avons montré leurs limites qui sont liées, en particulier, à la non prise en compte des effets de contraintes dans la couche épitaxiée et des effets de ségrégation aux interfaces. Ces deux effets nouveaux dont nous avons tenu compte dans notre modèle global ont été ensuite introduits dans notre simulateur microscopique de diffusion ASDIFS que nous avons mis au point. Les résultats que nous avons obtenus suggèrent : - Que la ségrégation en surface peut être à l’origine de la présence excessive de Ga sur la surface extérieure de CdTe observée expérimentalement, - Que les contraintes sont à l’origine de l’extraction de gallium à partir du substrat sur les premières couches de croissance, mais sont insuffisantes à expliquer le phénomène de diffusion anormale de Ga dans la couche CdTe.