Colloque

Contrôle de composition et d'épaisseur en croissance MBE par utilisation de l'ellipsométrie spectroscopique

M. Beaudoin

E. Grassi

K. Ramaswamy

Y.-H. Zhang

S. R. Johnson

Membre a labase

M. Beaudoin

Résumé du colloque

En épitaxie par jet moléculaire (MBE) il fut démontré que la composition et l'épaisseur de couches minces à base de semiconducteurs III-V peuvent être contrôlées efficacement en utilisant l'éllipsométrie spectroscopique (SE) [1,2]. Pour un éllipsomètre de 88 longueurs d'ondes fonctionant en géométrie avec analyseur rotatif, on utilise la transformée de Fourier de la variation temporelle du signal SE afin d'extraire la réflectivité complexe où rP et rS sont les réflexions de la lumière incidente selons les polarisation p (dans le plan d'incidence) et s (perpendiculaire au plan d'incidence). Ces réflexions se calculent selon les relations de Fresnel habituelles. Pour chaque matériau, on mesure au préalable une banque de données de constantes optiques en fonction des compositions et températures de croissance. En temps réel, les paramètres Y et D du signal SE sont mesurés et comparés au résultats d'un calcul à partir des banques de données obtenues préalablement avec un ordinateur de type Pentium. Nous avons utilisé SE avec le système GaAs/AlGaAs pour contrôler la croissance de photodiodes à cavité résonante à base de miroirs de Bragg avec une reproductibilité de 0.3% sans calibrage préalable des flux moléculaires [3]. Dans le cas des systèmes InGaAs et InAlAs en accord de maille avec InP, la composition est contrôlée, en temps réel, avec une précision supérieur à ±0.002 des fractions molaires In/Ga et In/Al. Ces résultats démontrent que la reproductibilité des croissances peut être grandement améliorée avec l'utilisation de senseurs in-situ.