ETUDE DE COUCHES MINCES DE SILICIUM POLYCRISTALLIN DEPOSEES PAR LPCVD PDF Download
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ETUDE PAR DIFFRACTION RX ET D'ELECTRONS ET PAR MICROSCOPIE ELECTRONIQUE DE L'INFLUENCE DE LA TEMPERATURE DE DEPOT SUR LA STRUCTURE DE SI. DETERMINATION DE LA DIMENSION MOYENNE DES GRAINS A PARTIR D'UN TRAITEMENT STATISTIQUE. MESURE DE CETTE DIMENSION EN FONCTION DE LA CONCENTRATION EN DOPANT, DE LA TEMPERATURE DE DEPOT, DE LA POSITION DES WAFERS DANS LE FOUR. CARACTERISATION ELECTRIQUE
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ETUDE PAR DIFFRACTION RX ET D'ELECTRONS ET PAR MICROSCOPIE ELECTRONIQUE DE L'INFLUENCE DE LA TEMPERATURE DE DEPOT SUR LA STRUCTURE DE SI. DETERMINATION DE LA DIMENSION MOYENNE DES GRAINS A PARTIR D'UN TRAITEMENT STATISTIQUE. MESURE DE CETTE DIMENSION EN FONCTION DE LA CONCENTRATION EN DOPANT, DE LA TEMPERATURE DE DEPOT, DE LA POSITION DES WAFERS DANS LE FOUR. CARACTERISATION ELECTRIQUE
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COMME L'UTILISATIONS DE L'ENERGIE SOLAIRE EST NOUVELLE PAR RAPPORT AUX ENERGIES TRADITIONNELLES (SURTOUT LES COMBUSTIBLES FOSSILES), SA RECHERCHE ET SON DEVELOPPEMENT SONT GUIDES A LA FOIS PAR LES POSSIBILITES PHYSIQUES ET PAR LES ASPECTS ECONOMIQUES, POLITIQUES ET SOCIAUX. LE DEVELOPPEMENT EST UNE RENCONTRE D'UN PRODUIT ET D'UN MARCHE. NOTRE TRAVAIL EST AINSI SEPARE EN 3 PARTIES : UNE PARTIE DITE DE RECHERCHE HORIZONTALE CONCERNANT L'ETUDE PHYSIQUE DU MATERIAU TELLES LES CARACTERISTIQUES OPTIQUES, DONT NOUS AVONS ETUDIE LES PRINCIPALES METHODES DE DETERMINATION DES CONSTANTES OPTIQUES. DANS CETTE PARTIE, NOUS AVONS DETAILLE LES DEUX METHODES D'OBTENTION DE L'EPAISSEUR, DE L'INDICE DE REFRACTION ET DU COEFFICIENT D'ABSORPTION EN FONCTION DES LONGUEURS D'ONDES A PARTIR DU SPECTRE DE TRANSMISSION SEUL METHODE DE FRANGE D'INTERFERENCE ; OU A PARTIR DE LA COMBINAISON DES SPECTRES DE TRANSMISSION ET DE REFLEXION METHODE DITE OCS. APRES LA COMPARAISON DES AVANTAGES ET DES INCONVENIENTS DES DEUX METHODES, NOUS AVONS ABOUTI A UNE NOUVELLE METHODE QUI CONSISTE A COMBINER LES DEUX METHODES EN MEME TEMPS AFIN D'AUGMENTER LA PRECISION SUR LES CONSTANTES OPTIQUES. LA DEUXIEME PARTIE EST DEDIEE A L'APPLICATION DE LA METHODE DITE DE MINIMISATION, AFIN DE CALCULER LES PROPRIETES OPTIQUES DES COUCHES MINCES DE SILICIUM AMORPHE OBTENU PAR DECOMPOSITION EN PHASE VAPEUR A BASSE PRESSION (LPCVD), DE DISILANE, DEPOSEE DANS UN NOUVEAU TYPE DE REACTEUR, APPELE REACTEUR PUIS COMPAREES AU SILICIUM POLYCRISTALLIN OBTENU PAR RECUIT DE CE PREMIER ET AU SILICIUM POLYCRISTALLIN DEPOSE DIRECTEMENT PAR DECOMPOSITION DU SILANE PAR LPCVD. CES ETUDES OPTIQUES DE CES DIFFERENTS MATERIAUX NOUS ONT CONDUIT A OPTER POUR LA FILIERE GAZEUSE SILANE ET AU CONDITION DE DEPOT DE CE MATERIAU (T = 660 C, P = 0,3TORR), POUR LA REALISATION DES DIODES PHOTOVOLTAIQUE, ET D'OPTIMISER LES EPAISSEURS CONVENABLE POUR QUE 90% DE LA LUMIERE INCIDENTE SOIT ABSORBEE. DANS UNE DEUXIEME ETAPE DE NOTRE RECHERCHE NOUS AVONS ETUDIE LA CINETIQUE DE DEPOT, LES PROPRIETES OPTIQUES, ELECTRIQUES, ET STRUCTURALES DES DIFFERENTES COUCHES CONTRIBUANT A LA FABRICATION DES DIODES PHOTOVOLTAIQUE, A SAVOIR LES COUCHES DE SILICIUM POLYCRISTALLIN NON DOPES, DOPEE BORE OU PHOSPHORE. AFIN DE MIEUX COMPRENDRE LES QUALITES DE CES COUCHES, NOUS AVONS ESSAYE DE FAIRE UN LIEN ENTRE LES DIFFERENTES VARIATIONS DES PARAMETRES OPTIQUES ET ELECTRIQUES OBSERVES ET LEUR VARIATION DE STRUCTURE EN FONCTION DE LEURS EPAISSEURS. POUR COMPLETER CES ETUDES, EN DERNIER PARTIE, NOUS SOMMES PASSE A LA PHASE DITE VERTICALE CONSISTANT A LA REALISATION TECHNOLOGIQUE DE CES DIODES AVEC UN MINIMUM D'ETAPES TECHNOLOGIQUES. NOUS AVONS PU OBTENIR DES DIODES A BASE DE SILICIUM POLYCRISTALLIN AVEC UN COURANT DE FUITE MINIMAL ET UNE TRES BONNE TENUE AU COURANT INVERSE JUSQU'A 100V SANS OBSERVER LE CLAQUAGE DE LA JONCTION.
Author: Martine Le Berre Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 128
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LE BUT DE CE TRAVAIL ETAIT DE COMPARER LES PROPRIETES STRUCTURALES, ELECTRIQUES ET PIEZORESISTIVES DE DIFFERENTES STRUCTURES DE TYPE SOI (SILICON ON INSULATOR), D'EVALUER DANS QUELLE MESURE LES CONDITIONS D'ELABORATION ET LES TRAITEMENTS DE RECUITS ULTERIEURS INFLUAIENT SUR CES DIVERSES PROPRIETES, ET ENFIN DE MODELISER LA PIEZORESISTIVITE DE CE MATERIAU. L'EMPLOI DE TOUTE UNE SERIE DE MOYENS DE CARACTERISATION TELS QUE LA DIFFRACTION DES RAYONS X SOUS INCIDENCE RASANTE, LA MICROSCOPIE ELECTRONIQUE A TRANSMISSION, LE RAMAN, LA REFLECTIVITE IR, LA SPECTROMETRIE DE MASSE D'IONS SECONDAIRES (SIMS), LES MESURES PAR EFFET HALL ET LA MESURE DU FACTEUR DE JAUGE, NOUS A PERMIS DE CARACTERISER DES COUCHES LPCVD ET PECVD. POUR LES COUCHES LPCVD DEPOSEES POLYCRISTALLINES PUIS RECUITES PAR VOIE CONVENTIONNELLE OU PAR RECUIT RAPIDE, LES FACTEURS DE JAUGE SONT COMPRIS ENTRE 25 ET 40. LES PROPRIETES ELECTRIQUES SONT LEGEREMENT AMELIOREES PAR LE RECUIT RAPIDE. LES COUCHES PECVD DEPOSEES AMORPHES PUIS RECUITES PRESENTENT DES PROPRIETES ELECTRIQUES SENSIBLEMENT AMELIOREES PAR RAPPORT AUX COUCHES LPCVD (RESISTIVITE, DENSITE DE PIEGES). LES FACTEURS DE JAUGE RESTENT CEPENDANT INFERIEURS (20-27) EN LIAISON AVEC LA PLUS FAIBLE TAILLE DE GRAIN. LES COUCHES DIRECTEMENT DEPOSEES MICROCRISTALLINES PEUVENT AVOIR DES FACTEURS DE JAUGE ATTEIGNANT 28 A CONDITION DE PRESENTER UNE TEXTURE FAVORABLE. AU MOYEN D'HYPOTHESES DE CONTRAINTES OU DE DEFORMATIONS CONSTANTES, UNE MODELISATION ORIGINALE DE LA PIEZORESISTIVITE DU SILICIUM POLYCRISTALLIN A ETE REALISEE ET A PERMIS UNE COMPARAISON JUSQU'ICI IMPOSSIBLE. ON CONSTATE QUE LES FACTEURS DE JAUGE CALCULES DANS L'HYPOTHESE DE CONTRAINTES CONSTANTES SONT SYSTEMATIQUEMENT INFERIEURS A CEUX CALCULES DANS L'HYPOTHESE DE DEFORMATIONS CONSTANTS. POUR LE CALCUL DES ELEMENTS DE TENSEURS MOYENNES, NOUS SOMMES PARVENUS, GRACE AUX PROPRIETES DES TENSEURS D'ORDRE 4, A DES EXPRESSIONS EXTREMEMENT SIMPLIFIEES. ENFIN, ON NOTE UN BON ACCORD ENTRE LES VALEURS MODELISEES DU FACTEUR DE JAUGE ET LES VALEURS EXPERIMENTALES
Author: Sami Kallel Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 134
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La première partie de ce travail porte sur 1 'étude de couches minces de silicium déposées par RT-LPCVD et dopées in situ au phosphore dans un réacteur à lampes halogène et à parois froides à partir du silane (SiH4) utilisé comme gaz précurseur et la phosphine (PH3) comme source dopante. Nous avons étudié ces couches dans une gamme de températures allant de 600°C à 850°C (pour une pression de 2mbar) et nous avons mis en évidence 1 'effet de la phosphine sur la cinétique de dépôt ainsi que sur ses propriétés physiques (taille des grains, texture, contraintes résiduelles, résistivité). Nous avons aussi montré que les traitements thermiques rapides ultérieurs (RTA) favorisent une augmentation de la taille des grains, une relaxation des contraintes et une amélioration de la résistivité. Dans la deuxième partie du travail, nous avons appliqué les procédés thermiques rapides pour la réalisation de cellules solaires à faible budget thermique. Pour cela nous avons étudié et optimisé chaque étape nécessaire pour la réalisation d'un tel dispositif:-1. l'émetteur (N+) obtenu par le dépôt RT-LPCVD dopé in situ à partir de (SiH4/PH3),-2. l'oxyde de passivation obtenu par oxydation thermique rapide (RTO),-3. la couche antireflet (Si3N4) déposée par RT-LPCVD à partir du silane et de l'ammoniac (NH3),-4. les contacts métalliques déposés par évaporation. Les premiers résultats obtenus indiquent un rendement de conversion de 10,5% pour un courant de court-circuit de 33,5mA/cm2 et une tension de circuit ouvert égale à 527mV.
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CE TRAVAIL EST CONSACRE A LA FABRICATION DE COUCHES DE SILICIUM-GERMANIUM NON DOPE DEPOSEES PAR LPCVD (LOW PRESSURE CHEMICAL VAPOR DEPOSITION). L'OBJECTIF FINAL EST DE SAVOIR SI DE TELLES COUCHES PEUVENT SERVIR DANS LE MONDE DE LA MICROELECTRONIQUE (C'EST-A-DIRE S'INTEGRER DANS DES DISPOSITIFS ELECTRONIQUES EN TANT QUE COUCHES ACTIVES) DANS LE BUT PAR EXEMPLE DE DIMINUER LE BUDGET THERMIQUE. UNE PREMIERE PARTIE EST DONC CONSACREE A LA FABRICATION DES COUCHES EN UTILISANT COMME GAZ DU SILANE ET DU GERMANE DILUE DANS L'HYDROGENE. NOUS AVONS ALORS ETUDIE L'INFLUENCE SUR LES VITESSES DE CROISSANCE AINSI QUE SUR LEUR ENERGIE D'ACTIVATION DES FLUX DE GAZ, DE LA PRESSION TOTALE DANS LE FOUR DE DEPOT, DE LA TEMPERATURE ET DE L'INCORPORATION DE GERMANIUM DANS LES COUCHES. IL S'AVERE QUE LA PRESENCE DE GERMANIUM MODIFIE LES CINETIQUES DE DEPOT ET IL S'ENSUIT, DANS NOTRE GAMME D'ETUDE, QUE LA VITESSE EST MULTIPLIEE PAR UN FACTEUR ALLANT JUSQU'A 5 PAR RAPPORT A DES DEPOTS DE SILICIUM. DANS UNE SECONDE PARTIE, NOUS NOUS INTERESSONS AUX CARACTERISTIQUES ELECTRIQUES DE CES COUCHES. LA CRISTALLISATION DES COUCHES DEPOSEES AMORPHES EST D'ABORD ETUDIEE. ENSUITE, L'ETUDE ELECTRIQUE NOUS MONTRE QUE, SELON LES CONDITIONS DE REALISATION DES FILMS, DES RESISTIVITES SUR UNE GAMME DE QUELQUES 10 .CM A 10 5 .CM SONT OBTENUES. ON A CONCLU A LA PRESENCE D'UNE DISTRIBUTION D'ETATS ACCEPTEURS DANS LA BANDE INTERDITE. CETTE DISTRIBUTION, CERTAINEMENT DUE AU GERMANIUM, PROVOQUE UNE DISPERSION SUR LES CARACTERISTIQUES DES FILMS DEPOSES AMORPHES PUIS RECUITES. L'ULTIME PARTIE CONSISTE A FABRIQUER DES TRANSISTORS EN COUCHES MINCES AVEC DU SILICIUM-GERMANIUM COMME COUCHE ACTIVE. IL S'AVERE QUE LES RESULTATS RESTENT INSUFFISANTS PAR RAPPORT A CEUX QUE L'ON
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DANS CE TRAVAIL, ON S'EST INTERESSE AU DEPOT EN PHASE VAPEUR ET SOUS BASSE PRESSION DE SILICIUM POLYCRISTALLIN (POLYSILICIUM) PAR LA TECHNIQUE RT-LPCVD (RAPID THERMAL LOW PRESSURE CHEMICAL VAPOR DEPOSITION) DANS UN REACTEUR A LAMPES HALOGENE ET A FROIDES. LES DEPOTS ONT ETE EFFECTUES PAR DECOMPOSITION DE SILANE DILUE (SIH#4/AR: 10%) A PRESSION (1 A 5 MBAR) ET TEMPERATURES (600-850 C) VARIABLES. CES CONDITIONS ONT ETE CHOISIES POUR REPONDRE AUX IMPERATIFS DE RENDEMENT DE PRODUCTION IMPOSES PAR LE PROCEDE DE TRAITEMENT PAR PLAQUE (SW: SINGLE WAFER). L'ETUDE DES CINETIQUES DE DEPOT SUR ECHANTILLONS DE DIFFERENTES DIMENSIONS A REVELE UN PHENOMENE DE DEPLETION RADIALE DU GAZ REACTIF INHERENT A LA GEOMETRIE D'INJECTION ET D'EXTRACTION DES GAZ DU REACTEUR UTILISE. L'ANALYSE SIMS A REVELE LA PRESENCE DE CONTAMINANTS (O, C) DANS LES COUCHES QUE NOUS ATTRIBUONS AU DEGAZAGE DES PAROIS INTERNES DU REACTEUR EN COURS DE DEPOT. NEANMOINS, L'ABAISSEMENT DE LA PRESSION ET L'INTRODUCTION PREALABLE D'UN CYCLE THERMIQUE DE DEGAZAGE PERMET DE REDUIRE SENSIBLEMENT CETTE CONTAMINATION. LES ANALYSES PAR DIFFRACTION AUX RAYONS-X RASANTS, ET DE MICROSCOPIE ELECTRONIQUE, AINSI QUE LES MESURES DE RESISTANCE CARREE ONT MONTRE QUE LES PROPRIETES STRUCTURALES (RUGOSITE, TEXTURE, TAILLE DES GRAINS), MECANIQUES (CONTRAINTES RESIDUELLES), ET ELECTRIQUES DES COUCHES DEPENDENT DES PARAMETRES DE DEPOT ET SONT FORTEMENT CORRELEES AU NIVEAU DE CONTAMINATION. PAR AILLEURS, LE DOPAGE EX-SITU AU PHOSPHORE (POCL#3) MONTRE QUE LES COUCHES OBTENUES ONT UNE RESISTIVITE ELECTRIQUE COMPARABLE AUX COUCHES DE POLYSILICIUM LPCVD (1 MOHM CM)
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CETTE THESE A POUR OBJECTIF D'ETUDIER UNE NOUVELLE TECHNIQUE DE DEPOT DE SILICIUM, AFIN DE REALISER DES CELLULES PHOTOVOLTAIQUES BON MARCHE. LA TECHNIQUE CHOISIE FUT CELLE DU FILAMENT CHAUD (CVD) AFIN DE DEPOSER DU SILICIUM POLYCRISTALLIN. CETTE ETUDE COMPREND UNE PREMIERE PARTIE PRESENTANT LES COUCHES DEPOSEES, ET LA DEUXIEME PARTIE TENTE D'EXPLIQUER LES RESULTATS OBTENUS. DANS UN PREMIER TEMPS LE REACTEUR FILAMENT CHAUD (EN TUNGSTENE), DANS LEQUEL EST INJECTE UN MELANGE DE SILANE ET D'HYDROGENE, EST PRESENTE AINSI QUE LES MODIFICATIONS QUI ONT PERMIS D'AUGMENTER LA DUREE DE VIE DU FILAMENT, D'AMELIORER L'HOMOGENEITE EN EPAISSEUR ET LA REPRODUCTIBILITE DES COUCHES DEPOSEES. CES MODIFICATIONS ONT EGALEMENT PERMIS DE REDUIRE L'INCORPORATION DES IMPURETES DANS LES COUCHES. CETTE PRESENTATION EST SUIVIE D'UNE ETUDE SUR LES CONCENTRATIONS D'IMPURETES CONTENUES DANS LE MATERIAU. AFIN DE REDUIRE CELLES-CI, IL EST NECESSAIRE DE PROCEDER A UNE PREPARATION EFFICACE AVANT DEPOT ET DE CHOISIR DES TEMPERATURES DE SUBSTRATS ET DE FILAMENT BASSES. AFIN DE DEPOSER DU SILICIUM POLYCRISTALLIN, LES CONDITIONS DE DEPOT ONT ETE EXPLOREES. FINALEMENT LES FOURCHETTES DE VALEURS PARAMETRIQUES PERMETTANT DE DEPOSER UN MATERIAU POLYCRISTALLIN AVEC UNE CONCENTRATION D'IMPURETES LA PLUS FAIBLE POSSIBLE, SONT ETROITES. LES PROPRIETES ELECTRONIQUES DE TELS MATERIAUX SONT PRESENTES AINSI QUE L'INFLUENCE DU DEBIT D'HYDROGENE SUR CELLES-CI. DES COUCHES DE SILICIUM POLYCRISTALLIN, DOPEES N ET P, DE 500A D'EPAISSEUR ONT PU ETRE ELABOREES A L'AIDE DES GAZ DOPANTS PHOSPHINE ET DIBORANE. DES DIODES ENTIEREMENT POLYCRISTALLINES ET DEPOSEES PAR FILAMENT CHAUD SUR SUBSTRAT DE VERRE CORNING ONT ETE REALISEES AVEC UN RENDEMENT DE CONVERSION DE 2,5%. DANS LA DEUXIEME PARTIE, SONT ABORDES LES MECANISMES DE DECOMPOSITION DES GAZ, DE GERMINATION ET DE CROISSANCE CRISTALLINE. DES REFLEXIONS ET DES HYPOTHESES SE BASANT SUR DES ETUDES ET DES THEORIES EXISTANTES TENTENT D'EXPLIQUER LES RESULTATS OBTENUS.
Author: Fekri Karray
Author: Fekri Karray
Author: YAHYA.. LAGHLA
Author: Martine Le Berre
Author: 
Author: Sami Kallel
Author: DENIS.. GUILLET
Author: MOHAMED-EL-BACHIR.. SEMMACHE
Author: Denis Guillet
Author: JOELLE.. GUILLET
Author: Geneviève Béïque