Étude du procédé d'interdiffusion de puits sur des hétérostructures soumises à des champs de contrainte

L'interdiffusion de puits quantiques est un procédé post croissance épitaxiale qui permet la modification locale de la structure de bande d'énergie du matériau caractérisée par une modification de la longueur d'onde d'émission associée aux puits quantiques, grâce à la modification de leur composition sous la diffusion de défauts ponctuels. Ces défauts ponctuels peuvent être créés localement par différentes techniques parmi lesquelles se retrouve l'implantation ionique à basse énergie. Cette dernière offre l'avantage de pouvoir contrôler efficacement la quantité de défauts créés et de localiser les dommages dans les couches superficielles de l'hétérostructure. Dans le cadre de ces travaux de doctorat, l'objectif poursuivi a consisté à améliorer le procédé d'interdiffusion de puits quantiques par implantation ionique sur les hétérostructures à base d'InP aussi bien d'un point de vue d'amplitude du décalage de longueur d'onde obtenu à l'issue du procédé que de l'augmentation de la résolution spatiale. Les activités de recherche ont principalement été orientées sur l'emploi de couches de contraintes en surface, identifiées"stressors", pour modifier les propriétés de diffusion des défauts. Il a été démontré que l'utilisation de couches de contrainte en oxyde de titane au cours du procédé d'interdiffusion de puits quantiques par implantation ionique à faible énergie permettait d'accélérer ou de freiner la diffusion des défauts ponctuels selon le type de défauts (lacunes ou interstitiels). Ce phénomène se manifeste par un accroissement significatif du décalage effectif de la longueur d'onde pour les échantillons recouverts d'oxyde de titane à l'issue du procédé et une diminution du décalage thermique induit par la diffusion des défauts intrinsèques. L'impact de l'utilisation d'une couche de contrainte sur la résolution spatiale du procédé d'interdiffusion a également été étudié. Il a été démontré que la résolution spatiale pouvait être améliorée de façon significative, ouvrant ainsi la voie à la réalisation de motifs à l'échelle nanométrique tels que des points ou des fils quantiques