Abstract FR:

Differents modes d'incorporation metastable de carbone dans une matrice de silicium monocristallin ont ete mis en evidence. Des alliages epitaxiques si#1#-#yc#y (0. 1%<y<3%) sont obtenus, tant sur substrat si(001) que sur si(111), par evaporation de si par source solide dans une enceinte ultra vide mbe en presence d'une pression residuelle de c#2h#4 qui est dissocie thermiquement a l'interface de croissance maintenue a une temperature superieure a 500c. Nous montrons, entre autre, a 600c et par microscopie electronique, un nouveau mode d'incorporation qui se caracterise par une precipitation d'agregats ordonnes fortement enrichis en carbone et de dimensions nanometriques (3nm), mais sans aller jusqu'a la precipitation en sic. Ces agregats sont auto-organises en cours de croissance en couches bidimensionnelles de facon analogue a celle de multicouches artificielles, de periodicite approximative de 10 nm. Des analyses de diffraction de photoelectrons x (xpd) sur le niveau de cur c 1s qui donnent l'ordre local autour des atomes de carbone, associees a des simulations par un modele de diffusion simple (ssc), montrent que les agregats formes a 600c sont constitues d'alliages ordonnes contenant plus de 12% d'atomes de c. Ces derniers sont arranges de telle sorte qu'ils forment des paires c-c troisiemes voisins. Pour ce mode de croissance particulier, nous avons mis en evidence une relation directe entre une rugosite importante de la surface des alliages et la formation spontanee du superreseau. La croissance se fait par la propagation de larges terrasses de hauteur constante de l'ordre de 10 nm. La separation de phase suivant l'axe de croissance se fait alors par une accumulation de carbone en haut des terrasses qui sont les zones les moins tensives. Sur la base d'un modele d'elasticite, nous avons pu relier la periode du superreseau a la concentration moyenne de carbone.