3.3.  L’inhomogénéité des couches

Afin de mettre en évidence l’inhomogénéité de la croissance en des endroits différents du substrat, des couches très épaisses (> 2 µm) ont été déposées sur le verre. Par la suite l’épaisseur a été mesurée avec le TALYSTEP, décrit dans l’annexe  A.1, en 15 endroits différents de la couche.

Sur tous les échantillons on observe une épaisseur maximale aux alentours du centre de la plaque et une diminution monotone vers les bords. Le maximum est décalé du centre vers la sortie des gaz. Afin de comparer l’inhomogénéité de l’épaisseur de dépôt sur la plaque en fonction des paramètres de dépôt, une grandeur = 1 - à été définie, avec l’épaisseur minimale d_min à 4 mm du bord et l’épaisseur maximale d_max. La variation de en fonction de la température T est illustrée pour trois pressions différentes dans la figure  3.5.

FIG. 3.5: Inhomogénéité des vitesses de croissance en fonction de la température T pour P = 100 mbar (), P = 200 mbar () et P = 400 mbar ().

1. Puisqu’il existe un gradient radial de la température sur la surface de la plaque, comme expliqué en section  2.3, page  51, les bords du substrat sont plus froids que le centre, la différence est de l’ordre de 10 K ; comme la vitesse de dépôt croît avec la température d’une façon approximativement exponentielle (figure  3.3), cette différence a plus d’impact relatif à basse température, qu’à haute température ;
2. La décélération de l’augmentation de V _d à température croissante décuple cet effet.

L’effet de la pression ne peut pas être expliqué par ce dernier argument. On a constaté une plus rapide augmentation de V _d à des pressions totales décroissantes dans la figure  3.3, mais l’inhomogénéité diminue. Par contre on peut supposer, que la diffusion joue également un rôle, puisqu’elle est ralentie à hautes pressions. Un gradient de température radial plus important dû à un meilleur transfert de chaleur à une pression plus élevée pourrait expliquer également cette hétérogénéité.