Etude préliminaire du mécanisme de dépôt, de l'aerothermie et de l'hydrodynamique de l'E.P.V.O.M. de GaAs

Abstract

Ce travail est une contribution à l’étude de la phase gazeuse qui conduit au dépôt de GaAs par épitaxie en phase gazeuse à partir des composés organométalliques (E.P.V.O.M.). La spectrométrie Raman permet de fournir la température et la composition d’un élément de volume quasi-ponctuel en tout point du réacteur. La visualisation laser et l’anémométrie laser Doppler (A.L.D.) permettent de suivre l’écoulement gazeux après ensemensement soit par un aérosol soit par un fumigène. En ampoules scellées, il a été observé que les réactifs organométalliques se décomposent au-dessous de 400°C, le comportement différent du TMG avec AsH₃ et TMAs dans le dépôt de GaAs a été mis en évidence. Dans un réacteur d’E.P.V.O.M. vertical chauffé par induction, de géométrie cylindrique donné, nous avons étudié le comportement thermique et hydrodynamique des gaz vecteurs H₂, He et N₂ en absence d’espèces réactives. Nous avons mis l’existence d’un fort gradient thermique au voisinage du suscepteur et pour certains débits nous avons pu matérialiser une couche limite thermique. Les comportements thermiques différents des gaz légers (H₂ et He) et de N₂ ont été corrélés, par visualisation des écoulements et par mesure des différentes composantes de vitesse par A.L.D., à l’hydrodynamique du réacteur. Le régime de convection mixte dominée soit par la convection naturelle soit par la convection forcée a pu être caractérisé par le nombre sans dimension de Froude relié simplement aux nombres de Rayleigh et de Reynolds.