Brevet FR2768226A1 — publié le 19990312

PROCEDE ET INSTALLATION D'ANALYSE DES REACTIONS CHIMIQUES HETEROGENES A LA SURFACE D'UN SUBSTRAT SOLIDE L'invention concerne un procéde et une installation d'analyse des interactions gaz-solide (adsorption, désorption) et des réactions chimiques hétérogènes mises en oeuvre à la surface d'un substrat solide mise en présence d'au moins une espèce réactive gazeuse, réagissant chimiquement avec la surface du substrat. Plus particulièrement, l'invention concerne un procédé et une installation d'analyse des interactions gazsolide et des réactions chimiques mises en oeuvre lors d'un dépôt de matériaux semi-conducteurs en couches minces à la surface d'un substrat solide de semi-conducteurs mise en présence d'espèces réactives organiques gazeuses, distinctes des matériaux déposés, et réagissant chimiquement avec la surface du substrat pour y libérer et y déposer lesdits matériaux. Le dépôt épitaxique de matériaux semiconducteurs peut être effectué à partir d'espèces réactives organométalliques qui réagissent avec la surface du substrat pour y libérer et y déposer les matériaux, selon la technologie dite MOMBE ("metal-organic molecular beam epitaxy") ou CBE ("chemical beam epitaxy") ou selon la technologie MOCVD ("metal-organic chemical vapor deposition") ou MOVPE ("metal-organic vapor phase epitaxy"). Pour optimiser ces procédés de dépôt connus, on cherche d'une part à identifier les espèces chimiques impliquées et présentées sur ou à proximité de la surface, et d'autre part, à analyser et à optimiser les réactions de décomposition, notamment leurs conditions réactionnelles (température, pressions totale et partielle...) et leurs caractéristiques cinétiques. I1 est aussi important de pouvoir analyser les interactions et les réactions entre un gaz et un solide dans d'autres applications, par exemple pour la mise au point de détecteurs de gaz, pour l'étude des phénomènes de catalyse hétérogène en phase gazeuse... On connaît déjà de nombreuses techniques permettant l'identification des espèces chimiques (spectroscopies de vibration (IR, Raman), d'absorption, Auger, ESCA, spectrométrie de masse...). Pour analyser les réactions de décomposition hétérogènes, on a récemment pensé à utiliser la technique de spectroscopie de photo-absorption (SPA) ou photo-interférence (SPI) de surface consistant à irradier le substrat par un faisceau laser polarisé selon un angle proche de l'angle de Brownster (72 degrés) et à mesurer l'intensité du faisceau réfléchi (cf. "In situ monitoring and control of surface processes in metalorganic vapor phase epitaxy by surface photo-absorption" Naoki Kobayashi, Journal of Crystal Growth 145 (1994) 1-11 ; "Observation of a new in situ optical monitoring signal with monolayer resolution in metalorganic molecular beam epitaxy and metalorganic vapor phase epitaxy of wide-gap II-VI compounds", Akihiko Yoshikawa et al., Journal of Crystal Growth 145 (1994) 68-73). Néanmoins, ces techniques sont lourdes, coûteuses, et nécessitent une mise en oeuvre délicate de systèmes optiques complexes en lumière laser. L'invention vise donc à pallier ces inconvénients en proposant un procédé et une installation d'analyse des réactions chimiques hétérogènes, qui soient simples, économiques et faciles à mettre en oeuvre. L'invention vise en outre à permettre l'analyse directe in situ des réactions chimiques, notamment de décomposition, hétérogènes, c'est-à-dire fournissant des données représentatives des caractéristiques des réactions chimiques hétérogènes mesurées à la surface du substrat, notamment dans les conditions d'un dépôt. L'invention vise plus particulièrement à permettre la mesure directe de la constante de vitesse de la (des) réaction(s) chimique(s) hétérogène(s). Pour ce faire, un procédé selon l'invention est caractérisé en ce que - on soumet, sous pression réduite, au moins une partie de la surface à un rayonnement lumineux adapté pour générer un courant, pouvant être mesuré, de photoémission au niveau du seuil de photoémission de la surface, - on mesure l'intensité du courant de photoémission généré au cours du temps, et ses variations par rapport au temps, - on met la surface du substrat en présence de l'une seulement desdites espèces réactives, - après mise en présence de la surface du substrat avec l'une des espèces réactives, on détermine, à partir des variations de l'intensité du courant de photoémission par rapport au temps, les caractéristiques cinétiques des interactions gaz-solide et de la (des) réaction(s) chimique(s) hétérogène(s) de cette espèce réactive à la surface. Avantageusement et selon l'invention, on met la surface du substrat en présence de l'espèce réactive sous une pression partielle suffisante pour saturer la surface en molécules adsorbées de cette espèce. Et on mesure le courant de photoémission généré au cours du temps et ses variations par rapport au temps pour différentes températures du substrat. Ainsi, on peut déterminer la température à laquelle la réaction de décomposition totale de l'espèce se produit. En effet, les inventeurs ont démontré que cette température est celle pour laquelle un changement de signe de l'amplitude de la transition hIph du courant de photoémission est observé après mise en présence de l'espèce avec la surface. L'invention concerne aussi plus particulièrement un procédé d'analyse des interactions gazsolide et des réactions chimiques hétérogènes mises en oeuvre lors d'un dépôt de matériaux semi-conducteurs en couches minces -notamment un dépôt épitaxique sous pression réduite- à la surface a'un substrat solide de semi conducteurs mise en présence d'au moins une espèce réactive organométallique gazeuse, distincte des matériaux déposés, et réagissant chimiquement avec la surface du substrat pour y libérer et y déposer lesdits matériaux, caractérisé en ce que - on soumet, sous pression réduite, au moins une partie de la surface à un rayonnement lumineux adapté pour générer un courant, pouvant être mesuré, de photoémission au niveau du seuil de photoémission des matériaux à déposer, - on mesure l'intensité du courant de photoémission généré au cours du temps, et ses variations par rapport au temps, - on met la surface du substrat en présence de l'une seulement desdites espèces réactives, - après mise en présence de la surface du substrat avec l'une des espèces réactives, on détermine à partir des variations de l'intensité du courant de photoémission par rapport au temps, les caractéristiques cinétiques des interactions gaz-solide et de la (des) réaction(s) chimique(s) -notamment de décompositionhétérogène(s) de cette espèce réactive en matériau solide déposé à la surface. Avantageusement et selon l'invention, on soumet la surface au rayonnement lumineux et on commence à mesurer l'intensité du courant de photoémission et ses variations avant de mettre la surface en présence de l'une des espèces réactives. Avantageusement et selon l'invention, le procédé est en outre caractérisé en ce que le substrat est formé de GaAs, et en ce qu'on met la surface du substrat en présence d'une espèce organométallique du gallium telle que le triéthylgallium ou le triméthylgallium. L'invention s'étend en outre à une installation pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'invention, pour l'analyse des interactions gaz-solide et des réactions chimiques hétérogènes mises en oeuvre à la surface d'un substrat solide mise en présence d'au moins une espèce réactive gazeuse, réagissant chimiquement avec la surface du substrat, comprenant en combinaison une enceinte étanche aux gaz, des moyens pour placer l'intérieur de l'enceinte sous pression réduite, des moyens de support d'au moins un substrat solide à l'intérieur de l'enceinte, dotés de moyens permettant de contrôler la température du substrat depuis l'extérieur de l'enceinte, pour chaque espèce réactive, un réservoir de stockage de cette espèce réactive à l'extérieur de l'enceinte, une conduite d'alimentation reliant le réservoir à l'intérieur de l'enceinte, et des moyens d'ouverture/fermeture de l'alimentation de chaque espèce dans l'enceinte indépendamment les unes des autres, une source de rayonnement lumineux adaptée pour générer un courant, pouvant être mesuré, de photoémission au niveau du seuil de photoémission de la surface, des moyens de mesure de l'intensité du courant de photoémission généré au cours du temps, et de ses variations par rapport au temps. Avantageusement et selon l'invention, les moyens d'ouverture/fermeture de l'alimentation de chaque espèce dans l'enceinte indépendamment les unes des autres, comprennent une vanne de fuite interposée sur la conduite d'alimentation, un obturateur placé dans l'enceinte en regard d'un orifice débouchant de la conduite d'alimentation, et des moyens de manoeuvre de l'obturateur depuis l'extérieur de l'enceinte entre une position ouverte où il permet la sortie d'un jet gazeux d'espèce chimique hors de l'orifice, et une position fermée où il recouvre l'orifice. L'invention concerne aussi plus particulièrement une telle installation adaptée pour l'analyse des interactions gaz-solide et des réactions chimiques hétérogènes mises en oeuvre lors d'un dépôt de matériaux semi-conducteurs en couches minces -notamment un dépôt épitaxique sous pression réduite- à la surface d'un substrat solide de semi-conducteurs mise en présence d'au moins une espèce réactive organométallique gazeuse, distincte des matériaux à déposer, et réagissant chimiquement avec la surface du substrat pour y libérer et y déposer lesdits matériaux. Dans toute la présente demande, on entend par "organométallique" tout composé comprenant au moins un élément métallique ou intermédiaire entre les métaux et les non métaux (bore, silicium, arsenic, germanium, tellure...), et au moins un groupement organique. En outre, par "pression réduite" on entend une pression suffisamment faible pour que le libre parcours moyen des électrons de photoémission soit compatible avec les dimensions de l'enceinte, pour permettre la détection d'un courant de photoémission au niveau de seuil par un détecteur placé au sein de l'enceinte. On sait en effet que ce libre parcours moyen est inversement proportionnel à la pression. Selon l'invention, la pression au sein de l'enceinte est de préférence inférieure à environ 102 Pa (valeur pour laquelle le libre parcours moyen des électrons est de l'ordre du millimètre dans l'hélium), par exemple de l'ordre de 10-3 Pa dans le cas d'un dépôt par jets moléculaires (MOMBE ou CBE). Il est à noter que 1 on a déjà pensé à utiliser le courant total de photoémission au niveau du seuil pour le suivi global de dépôts effectués selon la technologie MBE ("molecular beam epitaxy") (cf. oscillations during epitaxial growth" J.N. ECKSTEIN et al., Appl. Phys. Lett. 51 (22) 30 Nov. 1987 ; "observation of photoelectron oscillations during growth of GaAs" J.N. ECKSTEIN et al. J. Vac. Sci. Technol. B6 (2), Mar/Apr 1988; "photoemission applied to the in situ study of epitaxial growth : theoretical modelling", A. Laamouri et al., surface ana interface analysis, Vol. 18, 505-508 (1992). Néanmoins, en technologie MBE, aucune réaction chimique de décomposition hétérogène ne se produit à la surface, et rien n'indique dans ces publications que le simple suivi du courant total de photoémission pouvait permettre de mesurer les caractéristiques cinétiques des interactions gaz-solide et des réactions de décomposition hétérogènes se produisant dans le cadre d'un dépôt en technologie MOMBE ou MOCVD, et ce de la même façon qu'avec les techniques lourdes de spectroscopie SPA ou SPI. L'invention concerne aussi un procédé et une installation caractérisés en combinaison par tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus ou ciaprès. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront de la description suivante qui se réfère aux figures annexées dans lesquelles - la figure 1 est un schéma illustrant un exemple de réalisation d'une installation selon l'invention, - les figures 2 à 5 sont des diagrammes obtenus avec l'exemple donné ci-après d'un substrat (100) GaAs la figure 2 est un diagramme illustrant des courbes d'évolution de l'intensité du courant de photoémission au cours du temps lors de l'injection de Ga(C2H5)3 à différentes températures du substrat, la figure 3 est un diagramme illustrant les variations de l'amplitude de la transition AIph du courant de photoémission en fonction de la température du substrat sous un flux constant de Ga(C2H5)3 (courbe avec des points) ou de Ga(CH3)3 (courbe avec des carrés), la figure 4 est un diagramme illustrant les variations de l'amplitude de la transition AIph du courant de photoémission en fonction de la pression partielle de Ga(C2H5)3 exprimée en 10-6 Torr (1,33 10-4 Pa) pour différentes températures du substrat, la figure 5 est un diagramme illustrant la variation en fonction de la température de la constante de vitesse relative de la réaction de décomposition hétérogène de Ga(C2H5)3 (courbe avec des points) ou Ga(CH3)3 (courbe avec des triangles) exprimée sur une échelle logarithmique par la valeur de la dérivée de l'intensité du courant de photoémission par rapport au temps. L'installation selon l'invention représentée figure 1 comprend une enceinte 1 à vide secondaire étanche aux gaz reliée par une vanne-tiroir 2 et un piège à azote liquide 4 à un groupe de pompage 3 (par exemple de 500 l/s). Le vide pouvant être atteint à l'intérieur de l'enceinte 1 est de l'ordre de 10-6 Pa. L'installation comprend également un porteéchantillon 5 formé de deux disques en molybdène incorporant entre eux une résistance électrique 6 de chauffage et un thermocouple 7 inséré dans le porteéchantillon 5 entre la résistance électrique 6 et le substrat 8. Dans le mode de réalisation représenté à titre d'exemple, le porte-échantillon 5 est de type statique. Néanmoins, selon l'invention, le porte-échantillon peut être également du type rotatif, de façon connue en soi. La résistance électrique 6 et le thermocouple 7 sont reliés, à l'extérieur de l'enceinte 1, à des moyens traditionnels 9 d'alimentation électrique et de contrôle de température. L'installation comprend également, pour chaque espèce à alimenter à l'intérieur de 1 ' enceinte 1, un réservoir de stockage 10, 11 disposé à l'extérieur de l'enceinte 1, une conduite d'alimentation 12, 13 reliant le réservoir 10, 11 à l'intérieur de l'enceinte 1, une vanne de fuite 14, 15 interposée à l'extérieur de l'enceinte 1 sur la conduite d'alimentation 12, 13, et des injecteurs 16, 17, à l'extrémité des conduites d'alimentation 12, 13 à l'intérieur de l'enceinte 1, qui permettent d'orienter et de disperser le flux gazeux de l'espèce réactive considérée vers le substrat 8. Les injecteurs 16, 17 constituent les orifices des conduites d'alimentation 12, 13 débouchant à l'intérieur de 1 ' enceinte 1. Dans le cas d'un dépôt de GaAs, le réservoir 10 contient l'espèce reactive source de Ga (triéthylgallium ou triméthylgallium) et le réservoir 11 contient l'espèce réactive source de As (diéthylarsine ou tertiobutylarsine). Le contrôle des flux gazeux se fait par ajustement de la pression totale dans l'enceinte, mesurée avec une jauge ionique 38, en régulant manuellement la conductance des vannes de fuite à haute sensibilité 14, 15. Par ailleurs, l'installation comprend également un réservoir 18 d'azote et un réservoir 19 d'hydrogène reliés à une conduite 20 qui débouche dans l'enceinte 1 par un injecteur 21, une vanne de fuite 22 à haute sensibilité étant également interposée, à l'extérieur de l'enceinte 1, sur cette conduite d'alimentation 20. Un obturateur 23 est placé dans l'enceinte 1 en regard des injecteurs 16, 17, 21, et cet obturateur 23 peut être manoeuvré de l'extérieur de l'enceinte entre une position ouverte où il permet la sortie d'un jet gazeux d'espèces réactives chimiques hors des injecteurs 16, 17, 21, et une position fermée où il recouvre les orifices des injecteurs 16, 17, 21 et interrompt donc ainsi instantanément les jets moléculaires. Pour ce faire, l'obturateur 23 est relié à des moyens de manoeuvre comprenant une tige de liaison 24 portant l'obturateur 23 et s'étendant jusqu'à la paroi d'enceinte 1 qu'elle traverse pour être reliée à une poignée 25 externe de manoeuvre. L'installation selon l'invention comprend également une source 26 de rayonnement lumineux adapté pour générer un courant, pouvant être mesuré, de photoémission au niveau de seuil de photoémission des matériaux à déposer, et un détecteur 27 du courant de photoémission issu du substrat 8. La source lumineuse 26 est une lampe à ultraviolets dont la longueur d'onde est ajustée en fonction du niveau du seuil de photoémission du substrat 8 concerné. Classiquement, dans le cas d'un substrat formé de semi-conducteurs III-V tel qu'un alliage GaAs, la source 26 peut être une lampe à décharge de deutérium d'une puissance de 45 W, qui possède une bande d'émission intense située dans la gamme 200-240 nm. La bande utile se situe alors au niveau du seuil de photoémission de l'alliage de semiconducteurs (environ 6 eV) et est isolée à l'aide d'un filtre interférentiel dont le pic de transmission est centré sur 220 nm avec une bande passante de 50 nm. Le faisceau issu de la lampe 26 est focalisé par une lentille 28 et haché suivant une fréquence, par exemple de l'ordre de 300 Hz, grâce à un hacheur 29. Le faisceau lumineux pénètre à l'intérieur de l'enceinte 1 par un hublot transparent 30 en quartz. Le détecteur 27 est formé d'une électrode cylindrique, dont le diamètre est par exemple de l'ordre de 3 cm, qui est positionnée au-dessus du substrat 8 à une distance réglable, classiquement de l'ordre de 1 cm, et qui est portée à un potentiel positif. Cette électrode constitue ainsi une anode polarisée, et l'ensemble électrode 27-substrat 8 se comporte, sous l'action des photons, comme une source de courant. Un conducteur 31 permet de relier le détecteur 27, à l'extérieur de l'enceinte 1, à un système électronique et informatique 32 permettant de gérer le fonctionnement de l'ensemble de l'installation et de mesurer et d'analyser le courant de photoémission. Ce système 32 comprend en particulier un pré-amplificateur 33, un amplificateur à détection synchrone 34 relié au hacheur 29, et un ordinateur 35 relié à l'amplificateur 34 par l'intermédiaire d'une carte d'interface 36. Le système 32 comprend en outre une source de tension 37 permettant de polariser l'électrode de détection 27. Le système 32 comprend aussi les circuits électroniques 9 de régulation de la température par l'intermédiaire de la résistance électrique 6 et du thermocouple 7, ces circuits électroniques 9 pouvant être commandés par l'ordinateur 35. EXEMPLE On étudie le mécanisme et la cinétique de décomposition thermique hétérogène de deux précurseurs organométalliques du gallium: le triéthylgallium, Ga(C2H5)3 (TEGa), et le triméthylgallium Ga(CH3)3 (TMGa), sur un substrat (100)GaAs, par analyse du courant de photoémission. Ces composés sont les sources conventionnelles pour l'épitaxie en phase vapeur de GaAs. La figure 2 représente quelques courbes significatives de l'évolution du courant de photoémission au cours du temps lors de l'injection de TEGa à différentes températures du substrat (la pression totale étant de 1,729.10-4 Pa). Dès l'injection de l'espèce réactive source de Ga, le courant de photoémission varie brusquement. L'amplitude de la transition LIph est importante à basse température mais elle diminue progressivement lorsque la température du substrat augmente, puis s'inverse au-delà de 2400C. L'évolution de la transition hIph en fonction de la température du substrat est représentée sur la figure 3 dans le cas de TEGa et de TMGa. L'allure générale de ces courbes traduit un changement de processus en surface lorsque la température augmente. Le point d'inflexion de ces courbes (AIph=0) correspond à la température de décomposition hétérogène totale de TEGa (2300C) et de TMGa (2750C). Les courbes de la figure 2 (Iph=f(t)) mettent en évidence deux domaines de température du substrat (Ts). - Pour Ts L'injection de TEGA (TEGa on) provoque une chute brutale du courant de photoémission Iph suivie d'un palier. A l'arrêt de l'injection (TEGa off), Iph retrouve progressivement sa valeur initiale. La chute de Iph est due à l'adsorption de TEGa et/ou à la chimisorption de molécules Ga(C2H5)2 (GaEt2) résultant de l'adsorption dissociative de TEGa et s'explique par deux hypothèses - les molécules TEGa et/ou GaEt2 adsorbées qui saturent la surface (100)GaAs sont très volumineuses et piègent une partie des photoélectrons, affaiblissant ainsi le courant de photoémission - les molécules GaEt2 adsorbées sont accepteur d'électrons et induisent une courbure des bandes d'énergie du semi-conducteur GaAs "vers le haut" avec augmentation du travail de sortie des électrons, et donc diminution de l'intensité du courant Iph. Tant que le flux de TEGa est maintenu, la surface reste saturée et le courant Iph est stable. Lors de l'arrêt de l'injection (TEGa off), les molécules GaEt2 sont désorbées et le courant retrouve progressivement sa valeur initiale. En deça de 2000C, l'énergie fournie par le substrat n'est donc pas suffisante pour activer la décomposition des molécules GaEt2, et on observe uniquement des phénomènes d'adsorption-désorption. Dans ce régime, les courbes de variation de LIph en fonction de la pression partielle de TEGa sont caractéristiques d'isothermes d'adsorption (fig. 4). Par exemple à 700C, la saturation de la surface par une monocouche moléculaire est atteinte pour TEGa=1,5x10-6 Torr (1,9995x10-4 Pa), soit un flux de molécules par unité de surface molécules/cm2 - Pour Ts > 2000C La chute de l'intensité du courant de photoémission est immédiatement suivie d'une augmentation progressive de celui-ci d'autant plus importante que la température du substrat est élevée (figure 2). A l'arrêt de l'injection, Iph se stabilise à une valeur plus élevée que sa valeur initiale. La chute de Iph est due, comme à basse température, à l'adsorption des molécules GaEt2. Cependant, dans ce cas, la température du substrat fournit une énergie suffisante pour provoquer leur décomposition GaEt2 (ads) GaEt (ads) o Ga(s) + Et(g) (2) (Dans ces formules, Et représente le groupe C2H5, (ads) signifie adsorbé, (g) signifie gazeux, (s) signifie solide). Ces réactions sont d'autant plus rapides et totales que la température du substrat est élevée. L'analyse du courant de photoémission au cours du temps permet de suivre en temps réel la vitesse et le degré d'avancement de la réaction de décomposition de GaEt2. En effet, plus la température du substrat est importante, plus la vitesse de réaction est élevée, et plus l'augmentation de Iph est rapide au cours du temps, en raison de la diminution du piégeage des électrons photoémis, car le départ de groupements éthyls diminue l'effet d'écran de la couche adsorbée, et surtout, par formation progressive de Ga métallique en surface de GaAs qui provoque une diminution du travail de sortie et donc une augmentation irréversible du courant de photoémission. A l'arrêt de l'injection, Iph se stabilise à une valeur plus élevée qu'initialement suite à la formation de gallium métallique. On sait que la réaction (1) constitue l'étape limitante de la décomposition hétérogène de TEGa. En appliquant la théorie de Langmuir et en tenant compte qu'avec la pression partielle de TEGa utilisée (1,5x10-6 Torr ou 1,9995x10-4 Pa) la surface est sursaturée (figure 3), on peut déduire que la vitesse de réaction est d'ordre 0 par rapport au réactif, d'où v=d[Ga]/dt=k, soit [Ga]=kt+B, k étant la constante de vitesse égale à Aexp(-Ea/RT), et B une constante d'intégration. On sait d'autre part que Iph=IO+[Ga].Ai, où 1o est le courant de photoémission d'une surface parfaitement stabilisée d'arsenic, et hi est le courant de photoémission d'un atome de gallium isolé. Iph augmente donc linéairement en fonction du temps avec une pente correspondant à la constante de vitesse k de la réaction. On remarque effectivement, sur la figure 2 que pendant l'injection de TEGa, entre TEGa on et TEGa off, Iph=f(t) est quasi linéaire et la pente donne une valeur relative de k, cette pente étant égale à k.hi. Les paramètres d'Arrhénius de cette réaction, obtenus en portant Ln(k), ou plutôt directement le logarithme népérien de la pente, en fonction de l'inverse de la température, sont représentés figure 5. Cet exemple montre que l'invention permet d'étudier in situ en temps réel les phénomènes de surface et apporte des données quantitatives sur la cinétique de ces phénomènes : température de décomposition hétérogène, constante de vitesse, énergie d'activation. L'invention est applicable avec d'autres substrats et d'autres matériaux à déposer. De même, elle est applicable non seulement pour des dépôts MOMBE, mais également avec d'autres technologies similaires, telles que MOCVD, dès lors qu'un courant de photoémission au niveau du seuil peut être produit et mesure. En outre, elle est aussi applicable pour l'analyse d'interactions gaz-solide et des réactions chimiques hétérogènes gaz-solide en général, par exemple pour analyser les caractéristiques cinétiques de réactions chimiques effectuées en phase gazeuse en présence de catalyseurs solides, pour analyser les réactions chimiques et les interactions gaz-solide à la surface d'un capteur solide détecteur de gaz... REVENDICATIONS 1/ Procédé d'analyse des interactions gazsolide et des réactions chimiques hétérogènes mises en oeuvre à la surface d'un substrat (8) solide mise en présence d'au moins une espèce réactive gazeuse, réagissant chimiquement avec la surface du substrat (8), caractérisé en ce que - on soumet, sous pression réduite, au moins une partie de la surface à un rayonnement lumineux adapté pour générer un courant, pouvant être mesuré, de photoémission au niveau du seuil de photoémission de la surface, - on mesure l'intensité du courant de photoémission généré au cours du temps, et ses variations par rapport au temps, - on met la surface du substrat (8) en présence de l'une seulement desdites espèces réactives, - après mise en présence de la surface du substrat (8) avec l'une des espèces réactives, on détermine à partir des variations de l'intensité du courant de photoémission par rapport au temps, les caractéristiques cinétiques des interactions gaz-solide et de la (des) réaction(s) chimique(s) hétérogène(s) de cette espèce réactive à la surface. 2/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on met la surface du substrat (8) en présence de l'espèce réactive sous une pression partielle suffisante pour saturer la surface du substrat (8) en molécules adsorbées de cette espèce. 3/ - Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'on mesure le courant de photoémission généré au cours du temps et ses variations par rapport au temps pour différentes températures du substrat (8). 4/ - Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le substrat (8) est formé de GaAs, et en ce qu ' on met la surface du substrat (8) en présence d'une espèce organométallique du gallium telle que le triéthylgallium ou le triméthylgallium. 5/ - Installation pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'une des revendications 1 à 4, pour l'analyse des interactions gaz-solide et des réactions chimiques hétérogènes mises en oeuvre à la surface d'un substrat (8) solide mise en présence d'au moins une espèce réactive gazeuse, réagissant chimiquement avec la surface du substrat (8), comprenant en combinaison une enceinte (1) étanche aux gaz, des moyens (2, 3, 4) pour placer l'intérieur de l'enceinte (1) sous pression réduite, des moyens (5, 6, 7) de support d'au moins un substrat (8) solide à l'intérieur de l'enceinte (1), dotés de moyens (6, 7) permettant de contrôler la température du substrat (8) depuis l'extérieur de 1' enceinte (1), pour chaque espèce réactive, un réservoir (10, 11) de stockage à l'extérieur de l'enceinte (1), une conduite (12, 13) d'alimentation reliant le réservoir (10, 11) à l'intérieur de l'enceinte (1), et des moyens (14, 15) d'ouverture/fermeture de l'alimentation de chaque espèce dans l'enceinte (1) indépendamment les unes des autres, une source (26) de rayonnement lumineux adaptée pour générer un courant, pouvant être mesuré, de photoémission au niveau du seuil de photoémission de la surface, des moyens (27, 32) de mesure de l'intensité du courant de photoémission généré au cours du temps, et de ses variations par rapport au temps. 6/ - Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que les moyens (14, 15) d'ouverture/fermeture de l'alimentation de chaque espèce dans l'enceinte (1) indépendamment les unes des autres, comprennent une vanne de fuite (14, 15) interposée sur la conduite (12, 13) d'alimentation, un obturateur (23) placé dans l'enceinte (1) en regard d'un orifice (16, 17) débouchant de la conduite (12, 13) d'alimentation, et des moyens (24, 25) de manoeuvre de l'obturateur (23), depuis l'extérieur de l'enceinte (1), entre une position ouverte où il permet la sortie d'un jet gazeux d'espèce chimique hors de l'orifice (16, 17), et une position fermée où il recouvre l'orifice (16, 17).