La plateforme nanoRennes est dotée d’un ensemble d’équipements dédiés à la croissance de matériaux III-V et Silicium. Elle bénéficie d’une forte expérience dans la croissance de matériaux III-V phosphorés des filières InP, GaP ainsi que dans la croissance homoépitaxiale de Silicium.
Son savoir-faire repose essentiellement sur la croissance des matériaux suivants:
- Matériaux de la filière InP : InP, InAs, InGaAs, InAlAs, InAsP, In1-xGaxAsyP1-y (1.18µm < λ < 1.6 µm) sur InP(100) et InP(311)B, InGaAlAs, GaAsSb, AlAsSb. « Quantum dots » d’InAs sur InP(311)B, « Quantum dash » d’InAs sur InP(100) (1.5µm < λ < 1.8 µm).
- Matériaux de la filière GaAs : GaAs, AlAs, InGaAs, AlGaAs.
- Matériaux de la filière GaP : GaP, AlP, GaAsP, GaAlP, InGaP
- Matériaux de la filière Si : homoépitaxie Si (possibilité de dopage type n (As), type p (B))
Depuis 2024, suite au projet Equipex + NANOFUTUR porté par le réseau Renatech+ du CNRS et complété par les projets CPER Mat & Trans, AES PIMENTS Rennes Métropole, Projet Hydrogène Solaire -DSG2 INSA/ministère, PPI INSA Rennes, les projets ANR (EPCIS, ICEMAN, PIANIST, NUAGES) et PEPR Hydrogène et PEPR Electronique, le pôle dispose d’un cluster d’épitaxie unique en France comprenant :
- 2 Réacteurs d’épitaxie par jets moléculaires (MBE) pour l’épitaxie de matériaux III-V.
- 1 Réacteur d’homoépitaxie Silicium de type UHV-LPCVD.
- 1 chambre de préparation de surface
- 1 valise UHV autonome
L’ensemble de ces équipements étant connectés entre eux par des tunnels sous ultra-vide.
Le cluster Equipex+ NANOFUTUR est compatible avec des échantillons 3 », 2 », jusqu’à 9*9mm² avec des supports de type flag style.
Vue du dessus du Cluster d’épitaxie EQUIPEX NANOFUTUR
Cluster d’épitaxie EQUIPEX NANOFUTUR implanté sur la plateforme nanoRennes sur le site de l’Institut FOTON, à l’INSA Rennes
GS-MBE (Gas Sources Molecular Beam Epitaxy) : Compact 21 DZ - RIBER
Réacteur avec 12 ports cellules :
- Eléments III – sources solides : In, Ga, Al
- Dopants – sources solides & gaz : Si, Be, Fe, C
- Eléments V – sources gaz HT : As, P
Matériaux de la filière InP
Spécificités :
- Compatible avec des substrats 3, 2 pouces et jusqu’à 9*9mm² avec des supports type pelle
- Equipements de caractérisation in-situ (RHEED-20keV, BANDIT, spectromètre de masse, pyromètre)
- Transfert UHV in-situ vers les autres réacteurs
SS-MBE (Solid Sources Molecular Beam Epitaxy) : Compact 21 E - RIBER
Réacteur avec 12 ports cellules :
- Eléments III – sources solides : In, Ga, Al
- Dopants – sources solides & gaz : Si, Be
- Eléments V : As, P, Sb, N (cellule plasma)
Matériaux des filières GaAs et GaP
Spécificités :
- Compatible avec des substrats 3, 2 pouces et jusqu’à 9*9mm² avec des supports type pelle
- Equipements de caractérisation in-situ (RHEED-20keV, spectromètre de masse, pyromètre)
- Transfert UHV in-situ vers les autres réacteurs
UHV-LPCVD (Low Pressure Chemical Vapor Deposition) : Compact 21 - RIBER
Réacteur avec un injecteur gaz multivoies.
Matériaux de la filière Si (dopage de type n (As) et dopage de type p (B))
Spécificités :
- Compatible avec des substrats 3, 2 pouces et jusqu’à 9*9mm² avec des supports type pelle évidés.
- Equipements de caractérisation in-situ (RHEED-30keV, spectromètre de masse, pyromètre)
- Transfert UHV in-situ vers les autres réacteurs
Chambre de préparation de surface - RIBER.... arrivée prévue à l'été 2024
Réacteur pour la préparation de surface de matériaux variés (Si, III-V)
Spécificités :
- Four haute température (1100°C)
- Cellule plasma (H2, N2)
- Compatible avec des substrats 3, 2 pouces et jusqu’à 9*9mm² avec des supports type pelle évidés.
- Equipements de caractérisation in-situ (spectromètre de masse) et à venir (RHEED-20keV, pyromètre)
- Transfert UHV in-situ vers les autres réacteurs
Valise de transport autonome UHV - Cryoscan
Caractéristiques :
- transport autonome sous UHV (P ~ 10-10 mbar) (pompe ionique + piège NEG)
- stockage de 5 supports de type pelle fine ou épaisse, compatibles sur grands instruments (Soleil…)
- taille des échantillons de taille maximale 9*10 mm²
- connexion sur port CF40
- valise de protection pour tout type de transport
Exemples de réalisations
Fils quantiques sur substrat InP (100) (image AFM)
2.5Mc InAs sur Ga(0.2)In(0.8)As(0.435)P(0.565)
GaP (monodomaine) sur Si (100)-6°off (image AFM)
