EQUIPEX NANOFUTUR : IMPLANTATION D'UN CLUSTER DE CROISSANCE POUR LES MATÉRIAUX ET COMPOSANTS III-V EPITAXIES A L'INSTITUT FOTON - Archive ouverte HAL
Conference Papers Year : 2023

EQUIPEX NANOFUTUR : IMPLANTATION D'UN CLUSTER DE CROISSANCE POUR LES MATÉRIAUX ET COMPOSANTS III-V EPITAXIES A L'INSTITUT FOTON

Abstract

Les équipements existants et à venir de l’équipe Epitaxie de l’institut FOTON à Rennes créent un outil unique qui associe trois bâtis de dépôt, une chambre de préparation de surface de silicium et une valise de transfert, l’ensemble interconnecté par un tunnel sous ultra vide. Dans un contexte où la physique fondamentale, ainsi que la fonctionnalité des dispositifs pour l’énergie et l’électronique/optique, entre autres, ne sont plus dictés par les propriétés de matériaux massifs, mais par les propriétés de surface et d'interface. Les matériaux, leurs surfaces et interfaces peuvent être synthétisés, contrôlés et caractérisés in situ dans un environnement ultra-vide. Dans cette contribution, nous présentons une partie du projet d’implantation nommé Equipex Nanofutur qui a permis à l’institut FOTON de développer son parc instrumental. Le cluster est articulé le long d’un « pipeline » linéaire sous ultra vide où les échantillons sont transportés à l’aide de caissettes sur lesquelles il est possible de charger des porte-échantillons de 4 pouces de diamètre. Par le biais de cannes de transfert, les échantillons de trois pouces (ou plaquettes de type omicron) peuvent être transférés vers et depuis les différentes enceintes. De cette manière, 3 chambres de croissance (Gaz Source MBE, Solid Source MBE et UHVCVD) et 1 chambre de préparation de surface sont connectées entre elles. Ainsi, des films synthétisés peuvent être transportés vers et depuis l’une et l’autre des chambres de croissance dans un environnement ultra vide de 10-10 Torr. Ce qui permet une protection optimale de l'oxydation ou d'autres modifications structurales ou chimiques liées à l'atmosphère. Les semi-conducteurs de la filière Si, InP et GaP peuvent être ainsi réalisés afin de créer des échantillons multi-matériaux à l'échelle atomique ou des hétérostructures complexes. Les activités du laboratoire, internationalement reconnues dans le domaine des émetteurs InP comme sources laser V(E)CSEL [1], de l’étude des défauts cristallins de GaP/Si (001) [2] ou encore les cellules solaires tandem [3] offrent une opportunité de croissances épitaxiales de structures III-V (ternaires, quaternaires) sur wafer de Silicium parfaitement contrôlées. Les récents résultats du groupe rennais encrent la dynamique dans ces diverses thématiques de recherche et ce nouvel équipement ouvre de nouvelles perspectives significatives notamment en termes d’épitaxie hétérogènes, d’hybridation et de reprises de croissance. En conclusion, cet outil ne donne pas seulement accès à une plate-forme articulée autour d’enceintes de croissance épitaxiales et de préparation de surface, mais il permettra également le développement de collaborations -par le biais du réseau Renatech du CNRS dont la plateforme technologique NanoRennes fait partie- et le transfert d’échantillons vers et depuis les grands instruments. [1] C. Paranthoen et al, IEEE Photon. Technol. Lett. 33, 59 (2021) [2] T. Quinci et al, Journal of Crystal Growth 380, 157-162 (2013) [3] N. Barreau et al, EPJ Photovoltaics 13, 17 (2022)

Domains

Materials
No file

Dates and versions

hal-04225150 , version 1 (03-10-2023)

Identifiers

  • HAL Id : hal-04225150 , version 1

Cite

Maud Jullien, Tony Rohel, Nicolas Chevalier, Anthony Rambaud, Rozenn Gautheron-Bernard, et al.. EQUIPEX NANOFUTUR : IMPLANTATION D'UN CLUSTER DE CROISSANCE POUR LES MATÉRIAUX ET COMPOSANTS III-V EPITAXIES A L'INSTITUT FOTON. MATEPI 2023, Jul 2023, Paris, France. ⟨hal-04225150⟩
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