Rev. Phys. Appl. (Paris) 22, 837-844 (1987)
DOI: 10.1051/rphysap:01987002208083700

Epitaxie en phase vapeur par pyrolyse d'organométalliques (EPVOM) des solutions solides ternaires Ga1-xAl xSb, Ga1-xInxSb et GaAsySb1-y sur substrats de GaSb

G. Bougnot, J. Bougnot, F. Delannoy, A. Foucaran, P. Grosse, M. Marjan, F. Pascal et F. Roumanille

Centre d'Electronique de Montpellier (UA CNRS 391), Université des Sciences et Techniques du Languedoc, pl. E.-Bataillon, 34060 Montpellier Cedex, France

Abstract
The Ga1-xAlxSb, Ga 1-xInxSb and GaAsySb 1-y ternary solid solutions have been successfully grown by metal organic vapour phase epitaxy (MOVPE) on GaSb substrates. Surface morphology of the epilayers is first described in terms of lattice mismatch with the substrate. For both Ga1-xAl xSb and Ga1-xInxSb (x ≤ 0.5), the solid composition dependence on the corresponding vapor phase composition xv is experimentally explored for different growth temperatures. The important variation of x with temperature at given xv is tentatively explained using a simple thermodynamical model. For GaAsySb1-y, the influence of As/Sb and V elements/III partial pressure ratios on the solid composition is also investigated. Finally, it is confirmed that GaAs ySb1-y can be grown by MOVPE into the miscibility gap.

Résumé
Les solutions solides ternaires Ga1-xAl xSb, Ga1-xInxSb et GaAsySb1-y ont été élaborées par épitaxie en phase vapeur par pyrolyse d'organométalliques (EPVOM), sur substrats de GaSb. On décrit l'évolution de la morphologie des couches avec le désaccord de paramètre de maille par rapport au substrat. Dans Ga 1-xAlxSb et Ga1- xInxSb (x ≤ 0,50), la relation entre la composition x du solide et la composition correspondante x v de la phase vapeur pour différentes températures de croissance est étudiée expérimentalement. Une tentative d'explication de la variation importante de x avec la température est effectuée en s'appuyant sur un modèle thermodynamique simple. Dans le cas de GaAsySb1-y, l'influence du rapport As/Sb et du rapport As + Sb/Ga dans la phase vapeur sur la composition y du solide est également présentée. Les résultats confirment la formation, par EPVOM, de la solution solide GaAsSb dans le domaine métastable.

PACS
6855 - Thin film growth, structure, and epitaxy.
8115H - Chemical vapour deposition.
0510D - Epitaxial growth.
2520D - II VI and III V semiconductors.

Key words
aluminium compounds -- gallium arsenide -- gallium compounds -- III V semiconductors -- indium antimonide -- semiconductor epitaxial layers -- semiconductor growth -- vapour phase epitaxial growth -- semiconductors -- surface morphology -- ternary solid solutions -- metal organic vapour phase epitaxy -- lattice mismatch -- composition -- growth -- thermodynamical model -- MOVPE -- Ga sub 1 x Al sub x Sb -- Ga sub 1 x In sub x Sb -- GaAs sub y Sb sub 1 y -- GaSb substrates