Croissance par épitaxie en phase liquide et caractérisation d'alliages Ga1-xIoxAsySb1-y à paramètre de maille accordé sur celui de GaSb

Abstract

La solution solide Ga1-xInxAs ySb1-y a été cristallisée par la technique d'épitaxie en phase liquide sur substrat GaSb orienté (100) et (111)B dans la gamme de composition x ≤ 0,22 (y ≤ 0,20). Les conditions expérimentales de croissance de couches accordées à mieux que 10-3 sont fournies, et comparées à des prévisions théoriques basées sur le modèle DLPOC de calcul du diagramme d'équilibre des phases. Il est montré que la limitation à x = 0,22 provient de l'existence d'une lacune de miscibilité de la phase solide, aucune croissance EPL à l'intérieur de cette lacune n'ayant pu se réaliser. Les couches de Ga1- xInxAsySb1- y accordées sur GaSb sont uniformes et à surface lisse et brillante (cas (100)), légèrement ondulée et brillante (cas (111B): Leur taux de dislocations (EPD) est environ 5 x 104 cm-2, le dopage résiduel est élevé p ∼ 1 x 1017 cm-3. L'évolution avec la composition de l'énergie de transition de bande interdite E 0 et de la séparation spin-orbite Δ0 des couches accordées a été déterminée à partir de mesures d'électroréflexion à 300 K et à 77 K. Par suite des limitations imposées par la lacune de miscibilité, les applications de l'alliage Ga1-xInxAs ySb1-y sont réservées, à 300 K, aux domaines de longueurs d'onde 1,7-2,4 μm et 4,3-4,5 μm, et à 77 K aux domaines 1,55-2,06 μm et 3,5-3,6 μm