Etude expérimentale et thermodynamique du procédé de démouillage appliqué aux semiconducteurs
Résumé
The "dewetting" process is a modified Vertical Bridgman process that allows avoiding solid-crucible contacts thanks to the formation of a gap during the crystal growth of semiconductor materials. This process reduces drastically the density of crystalline defects (dislocations and secondary nucleation). It depends mainly on the capillary phenomena and especially on the wetting properties of the melt on the crucible walls. In this work, we have shown experimentally that the dewetting results from the displacement of a stable meniscus along the walls during the solidification of the indium and gallium antimonides in sealed fused silica crucibles. Equilibrium thermodynamics computations have been carried out in order to explain the role of the chemical pollution in this experimental configuration.
Le procédé par « démouillage » est un procédé Bridgman vertical modifié qui offre l'avantage de supprimer les contacts solide-creuset grâce à la formation d'un espacement au cours de la croissance cristalline de matériaux semiconducteurs. Ce procédé permet de réduire significativement la densité des défauts cristallins (dislocations et nucléation parasite). Il dépend essentiellement des phénomènes capillaires mis en oeuvre, et particulièrement des propriétés de mouillage du liquide sur les parois du creuset. Au cours de cette thèse, nous avons montré expérimentalement que le démouillage résulte du déplacement d'un ménisque stable le long des parois lors de la solidification d'antimoniures d'indium et de gallium (InSb et GaSb) dans des creusets fermés en verre de silice. Des calculs d'équilibre thermodynamique ont été effectués afin d'expliquer, dans cette configuration précise, l'influence de la pollution chimique sur le procédé.