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Etude de la croissance et du dopage simultané à basse température de couches minces de silicium épitaxié en plasma multipolaire micro-onde

Etude de la croissance et du dopage simultané à basse température de couches minces de silicium épitaxié en plasma multipolaire micro-onde PDF Author: Emmanuel Voisin (auteur en métallurgie).)
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Ce travail de these est une etude de la croissance epitaxiee du silicium sur silicium et du dopage, a basse temperature (600c-800c) par plasma multipolaire microonde. Apres une presentation du dispositif experimental et des caracteristiques essentielles du plasma genere par une source rcer (resonance cyclotronique electronique repartie), il aborde tout d'abord le nettoyage in situ d'une surface de silicium par plasma d'hydrogene ou d'argon puis le depot epitaxie de silicium intrinseque a tres basse temperature par plasma de silane. Ensuite est presentee une etude du dopage, type n par le phosphore ou l'arsenic et type p par le bore. Elle aborde le niveau d'incorporation, l'activite electrique et la distribution spatiale des atomes dopants (le profil de dopage) dans une couche epitaxiee, en fonction des parametres experimentaux essentiels: fraction du gaz dopant dans le silane, energie des ions, temperature du substrat, puissance microonde injectee. Enfin la mise en uvre de nombreuses techniques de caracterisation atteste la bonne qualite tant sur le plan structural (nature et densite des defauts residuels) qu'electrique (mobilite des porteurs, defauts dans le gap) des couches de silicium deposees par pmm. L'avenir du depot par pmm en microelectronique s'avere donc tres prometteur

Etude de la croissance et du dopage simultané à basse température de couches minces de silicium épitaxié en plasma multipolaire micro-onde

Etude de la croissance et du dopage simultané à basse température de couches minces de silicium épitaxié en plasma multipolaire micro-onde PDF Author: Emmanuel Voisin (auteur en métallurgie).)
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Ce travail de these est une etude de la croissance epitaxiee du silicium sur silicium et du dopage, a basse temperature (600c-800c) par plasma multipolaire microonde. Apres une presentation du dispositif experimental et des caracteristiques essentielles du plasma genere par une source rcer (resonance cyclotronique electronique repartie), il aborde tout d'abord le nettoyage in situ d'une surface de silicium par plasma d'hydrogene ou d'argon puis le depot epitaxie de silicium intrinseque a tres basse temperature par plasma de silane. Ensuite est presentee une etude du dopage, type n par le phosphore ou l'arsenic et type p par le bore. Elle aborde le niveau d'incorporation, l'activite electrique et la distribution spatiale des atomes dopants (le profil de dopage) dans une couche epitaxiee, en fonction des parametres experimentaux essentiels: fraction du gaz dopant dans le silane, energie des ions, temperature du substrat, puissance microonde injectee. Enfin la mise en uvre de nombreuses techniques de caracterisation atteste la bonne qualite tant sur le plan structural (nature et densite des defauts residuels) qu'electrique (mobilite des porteurs, defauts dans le gap) des couches de silicium deposees par pmm. L'avenir du depot par pmm en microelectronique s'avere donc tres prometteur

Etude de la croissance et du dopage simultané à basse température de couches minces de silicium épitaxié en plasma multipolaire micro-onde

Etude de la croissance et du dopage simultané à basse température de couches minces de silicium épitaxié en plasma multipolaire micro-onde PDF Author: Emmanuel Voisin
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Pages : 168

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CE TRAVAIL DE THESE EST UNE ETUDE DE LA CROISSANCE EPITAXIEE DU SILICIUM SUR SILICIUM ET DU DOPAGE, A BASSE TEMPERATURE (600C-800C) PAR PLASMA MULTIPOLAIRE MICROONDE. APRES UNE PRESENTATION DU DISPOSITIF EXPERIMENTAL ET DES CARACTERISTIQUES ESSENTIELLES DU PLASMA GENERE PAR UNE SOURCE RCER (RESONANCE CYCLOTRONIQUE ELECTRONIQUE REPARTIE), IL ABORDE TOUT D'ABORD LE NETTOYAGE IN SITU D'UNE SURFACE DE SILICIUM PAR PLASMA D'HYDROGENE OU D'ARGON PUIS LE DEPOT EPITAXIE DE SILICIUM INTRINSEQUE A TRES BASSE TEMPERATURE PAR PLASMA DE SILANE. ENSUITE EST PRESENTEE UNE ETUDE DU DOPAGE, TYPE N PAR LE PHOSPHORE OU L'ARSENIC ET TYPE P PAR LE BORE. ELLE ABORDE LE NIVEAU D'INCORPORATION, L'ACTIVITE ELECTRIQUE ET LA DISTRIBUTION SPATIALE DES ATOMES DOPANTS (LE PROFIL DE DOPAGE) DANS UNE COUCHE EPITAXIEE, EN FONCTION DES PARAMETRES EXPERIMENTAUX ESSENTIELS: FRACTION DU GAZ DOPANT DANS LE SILANE, ENERGIE DES IONS, TEMPERATURE DU SUBSTRAT, PUISSANCE MICROONDE INJECTEE. ENFIN LA MISE EN UVRE DE NOMBREUSES TECHNIQUES DE CARACTERISATION ATTESTE LA BONNE QUALITE TANT SUR LE PLAN STRUCTURAL (NATURE ET DENSITE DES DEFAUTS RESIDUELS) QU'ELECTRIQUE (MOBILITE DES PORTEURS, DEFAUTS DANS LE GAP) DES COUCHES DE SILICIUM DEPOSEES PAR PMM. L'AVENIR DU DEPOT PAR PMM EN MICROELECTRONIQUE S'AVERE DONC TRES PROMETTEUR

NETTOYAGE DE SURFACE ET DEPOT DE SILICIUM EN PLASMA MULTIPOLAIRE MICRO-ONDE

NETTOYAGE DE SURFACE ET DEPOT DE SILICIUM EN PLASMA MULTIPOLAIRE MICRO-ONDE PDF Author: MARC.. GUILLERMET
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DEVELOPPEMENT D'UN PLASMA MULTIPOLAIRE MICRO-ONDE EXCITE PAR RESONANCE CYCLOTRONIQUE ELECTRONIQUE; PRODUCTION A BASSE PRESSION (0,1 PA), D'UN PLASMA HOMOGENE DE DENSITE ELEVEE AVEC DES IONS D'ENERGIE CONTROLABLE DE 1 A 100 EV. CARACTERISATION CHIMIQUE (SPECTROMETRIE DES ELECTRONS AUGER) ET CRISTALLOGRAPHIQUE (DIFFRACTION D'ELECTRONS LENTS) DE LA SURFACE DES SUBSTRATS DE SILICIUM; ETUDE DE L'ETAT DE SURFACE APRES INTERACTION AVEC LE PLASMA. CARACTERISTIQUES PHYSICO-CHIMIQUES ET ELECTRIQUES DES COUCHES EPITAXIQUES

ETUDE DE FILMS MINCES DE NITRURE DE SILICIUM DEPOSES A BASSE TEMPERATURE PAR PLASMA MULTIPOLAIRE MICRO-ONDE. APPLICATION AUX STRUCTURES SI/SI#3N#4 ET INP/SI#3N#4

ETUDE DE FILMS MINCES DE NITRURE DE SILICIUM DEPOSES A BASSE TEMPERATURE PAR PLASMA MULTIPOLAIRE MICRO-ONDE. APPLICATION AUX STRUCTURES SI/SI#3N#4 ET INP/SI#3N#4 PDF Author: STEPHANE.. SITBON
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Pages : 252

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LES FILMS MINCES DIELECTRIQUES DEPOSES A BASSE TEMPERATURE PRESENTENT ACTUELLEMENT ET PRESENTERONT DANS LE FUTUR DE MULTIPLES APPLICATIONS POUR REPONDRE AUX NOUVELLES SPECIFICATIONS DE L'INDUSTRIE DE LA MICRO-ELECTRONIQUE ET DE L'OPTO-ELECTRONIQUE. NOUS PRESENTONS DANS CE MEMOIRE, L'ETUDE ET L'OPTIMISATION DU DEPOT DE FILMS MINCES DE NITRURE DE SILICIUM DEPOSES DANS UN TYPE DE REACTEUR A PLASMA MICRO-ONDE: LE REACTEUR A RESONANCE CYCLOTRONIQUE REPARTIE (RCER). DE NOMBREUX MOYENS DE CARACTERISATION ONT ETE EMPLOYES, POUR MAITRISER LE DEPOT, TELS QUE LA SPECTROSCOPIE D'EMISSION OPTIQUE POUR L'ANALYSE DU PLASMA, L'ELLIPSOMETRIE SPECTROSCOPIQUE ET A ANNULATION POUR DETERMINER L'EPAISSEUR ET L'INDICE DES FILMS, LA SPECTROSCOPIE D'ABSORPTION INFRA-ROUGE POUR ELUCIDER LA NATURE DES LIAISONS CHIMIQUES. LA COMPOSITION ATOMIQUE DES FILMS A ETE DETERMINEE PAR MICROANALYSE NUCLEAIRE ET PAR SPECTROSCOPIE D'ELECTRONS D'AUGER. LA PREMIERE PARTIE DE CE TRAVAIL CONCERNE L'EVOLUTION DES PROPRIETES PHYSICO-CHIMIQUES DES FILMS DE NITRURE DE SILICIUM RCER REALISES A PARTIR DU MELANGE GAZEUX DE SILANE ET D'AZOTE, EN FONCTION DE LA COMPOSITION DE LA PHASE GAZEUSE (N#2/SIH#4) ET DE LA PUISSANCE MICRO-ONDE. UNE PHASE GAZEUSE FORTEMENT DILUEE EN SILANE ET UNE PUISSANCE MICRO-ONDE ELEVEE PERMETTENT D'ELABORER DES FILMS DENSES, LEGEREMENT SUR-STOECHIOMETRIQUES EN AZOTE. DANS LA DEUXIEME PARTIE POUR CONFIRMER NOTRE POINT DE FONCTIONNEMENT, NOUS PRESENTONS UN ENSEMBLE DE MESURES ELECTRIQUES REALISEES SUR DES STRUCTURES MIS (AL/SIN/SI ET AL/SIN/INP). LES VALEURS DU CHAMP CRITIQUE ET DE LA DENSITE D'ETATS D'INTERFACE, DEDUITES DES CARACTERISTIQUES RESPECTIVEMENT I(V) ET C(V) SONT LES PLUS ELEVEES DANS LE CAS DE L'INP. TOUTEFOIS, LE MECANISME DE CONDUCTION DOMINANT EST CELUI DE FRENKEL-POOLE, QUELLE QUE SOIT LA NATURE DU SUBSTRAT, LA VALEUR DE LA RESISTIVITE ETANT DE 10#1#6 OHM.CM

DEPOT BASSE TEMPERATURE DE COUCHES MINCES D'OXYDE DE SILICIUM ELABOREES EN PLASMA OXYGENE/ORGANOSILICIE DANS UN REACTEUR HELICON

DEPOT BASSE TEMPERATURE DE COUCHES MINCES D'OXYDE DE SILICIUM ELABOREES EN PLASMA OXYGENE/ORGANOSILICIE DANS UN REACTEUR HELICON PDF Author: Christophe Vallée
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Pages : 247

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DES COUCHES MINCES SONT DEPOSEES A TEMPERATURE AMBIANTE SUR DES SUBSTRATS DE SILICIUM A PARTIR D'UN PLASMA DE MELANGE O#2/ORGANOSILICIE DANS UN REACTEUR RADIOFREQUENCE HELICON FONCTIONNANT A BASSE PRESSION. LORSQUE LE MELANGE EST RICHE EN OXYGENE, LES FILMS OBTENUS SONT INORGANIQUES ET DE TYPE SIO#2. CES COUCHES SONT DURES ET TRANSPARENTES DANS LE DOMAINE DU VISIBLE. A PARTIR DE MELANGES RICHES EN ORGANOSILICIE, LES FILMS OBTENUS SONT ORGANIQUES, DE TYPE SIO#XC#YH#Z. DES ANALYSES IN SITU SIMULTANEES, DU FILM, PAR ELLIPSOMETRIE SPECTROSCOPIQUE, ET DU PLASMA, PAR SPECTROSCOPIE D'EMISSION OPTIQUE, SONT MISES EN UVRE DURANT LE DEPOT. CECI PERMET DE MIEUX COMPRENDRE LES MECANISMES GOUVERNANT LA CROISSANCE DES FILMS ET D'OBTENIR DES OUTILS DE CONTROLE IN SITU DE LA QUALITE DES COUCHES. AINSI, NOUS AVONS MONTRE L'EXISTENCE D'UNE CORRELATION ENTRE L'EMISSION DE CH* DANS LE PLASMA ET L'INCORPORATION DE CARBONE DANS LES COUCHES. LES PROPRIETES ET LES COMPOSITIONS DES FILMS SONT OBTENUES PAR DES ANALYSES EX SITU TELLES QUE LA SPECTROSCOPIE INFRAROUGE EN TRANSMISSION (FTIR), LA SPECTROSCOPIE DE PHOTOELECTRONS X (XPS), LA REFLECTIVITE SOUS FAISCEAU DE RAYONS X RASANTS, DES CARACTERISATIONS ELECTRIQUES DE TYPE C(V) POUR CETTE ETUDE NOUS AVONS UTILISE DEUX ORGANOSILICIES : LE TETRAETHOXYSILANE (TEOS) ET L'HEXAMETHYLDISILOXANE (HMDSO). L'ETUDE COMPARATIVE DES DIFFERENTS FILMS ORGANIQUES AINSI ELABORES MET EN EVIDENCE UNE TRES FORTE ANALOGIE ENTRE LA STRUCTURE DU FILM ET CELLE DU MONOMERE PRECURSEUR. NOUS AVONS AUSSI MONTRE QUE CERTAINS OXYDES ETAIENT POREUX ET SE MODIFIAIENT AU CONTACT DE L'AIR. EN EFFET, L'UTILISATION DE L'ELLIPSOMETRIE PERMET DE VISUALISER, EN TEMPS REEL, L'INCORPORATION D'EAU DANS CES FILMS. NOUS AVONS AUSSI ETUDIE LA NATURE DES INTERACTIONS ENTRE LES ATOMES D'OXYGENE ET LA SURFACE DU FILM EN COURS D'ELABORATION, AINSI QUE L'EFFET D'UN BOMBARDEMENT IONIQUE (PAR POLARISATION DU SUBSTRAT), SUR LA QUALITE ET LA VITESSE DE CROISSANCE DES COUCHES.

DEPOT BASSE TEMPERATURE DE COUCHES MINCES D'OXYDE DE SILICIUM ELABOREES EN PLASMA OXYGENE/ORGANOSILICIE DANS UN REACTEUR HELICON

DEPOT BASSE TEMPERATURE DE COUCHES MINCES D'OXYDE DE SILICIUM ELABOREES EN PLASMA OXYGENE/ORGANOSILICIE DANS UN REACTEUR HELICON PDF Author: Christophe Vallée (microélectronicien).)
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DES COUCHES MINCES SONT DEPOSEES A TEMPERATURE AMBIANTE SUR DES SUBSTRATS DE SILICIUM A PARTIR D'UN PLASMA DE MELANGE O#2/ORGANOSILICIE DANS UN REACTEUR RADIOFREQUENCE HELICON FONCTIONNANT A BASSE PRESSION. LORSQUE LE MELANGE EST RICHE EN OXYGENE, LES FILMS OBTENUS SONT INORGANIQUES ET DE TYPE SIO#2. CES COUCHES SONT DURES ET TRANSPARENTES DANS LE DOMAINE DU VISIBLE. A PARTIR DE MELANGES RICHES EN ORGANOSILICIE, LES FILMS OBTENUS SONT ORGANIQUES, DE TYPE SIO#XC#YH#Z. DES ANALYSES IN SITU SIMULTANEES, DU FILM, PAR ELLIPSOMETRIE SPECTROSCOPIQUE, ET DU PLASMA, PAR SPECTROSCOPIE D'EMISSION OPTIQUE, SONT MISES EN UVRE DURANT LE DEPOT. CECI PERMET DE MIEUX COMPRENDRE LES MECANISMES GOUVERNANT LA CROISSANCE DES FILMS ET D'OBTENIR DES OUTILS DE CONTROLE IN SITU DE LA QUALITE DES COUCHES. AINSI, NOUS AVONS MONTRE L'EXISTENCE D'UNE CORRELATION ENTRE L'EMISSION DE CH* DANS LE PLASMA ET L'INCORPORATION DE CARBONE DANS LES COUCHES. LES PROPRIETES ET LES COMPOSITIONS DES FILMS SONT OBTENUES PAR DES ANALYSES EX SITU TELLES QUE LA SPECTROSCOPIE INFRAROUGE EN TRANSMISSION (FTIR), LA SPECTROSCOPIE DE PHOTOELECTRONS X (XPS), LA REFLECTIVITE SOUS FAISCEAU DE RAYONS X RASANTS, DES CARACTERISATIONS ELECTRIQUES DE TYPE C(V) POUR CETTE ETUDE NOUS AVONS UTILISE DEUX ORGANOSILICIES : LE TETRAETHOXYSILANE (TEOS) ET L'HEXAMETHYLDISILOXANE (HMDSO). L'ETUDE COMPARATIVE DES DIFFERENTS FILMS ORGANIQUES AINSI ELABORES MET EN EVIDENCE UNE TRES FORTE ANALOGIE ENTRE LA STRUCTURE DU FILM ET CELLE DU MONOMERE PRECURSEUR. NOUS AVONS AUSSI MONTRE QUE CERTAINS OXYDES ETAIENT POREUX ET SE MODIFIAIENT AU CONTACT DE L'AIR. EN EFFET, L'UTILISATION DE L'ELLIPSOMETRIE PERMET DE VISUALISER, EN TEMPS REEL, L'INCORPORATION D'EAU DANS CES FILMS. NOUS AVONS AUSSI ETUDIE LA NATURE DES INTERACTIONS ENTRE LES ATOMES D'OXYGENE ET LA SURFACE DU FILM EN COURS D'ELABORATION, AINSI QUE L'EFFET D'UN BOMBARDEMENT IONIQUE (PAR POLARISATION DU SUBSTRAT), SUR LA QUALITE ET LA VITESSE DE CROISSANCE DES COUCHES

ETUDE DU DEPOT DE FILMS MINCES DE SILICE PAR PLASMA MULTIPOLAIRE MICROONDE. APPLICATION A L'ETUDE DE STRUCTURES SIO#2-INP

ETUDE DU DEPOT DE FILMS MINCES DE SILICE PAR PLASMA MULTIPOLAIRE MICROONDE. APPLICATION A L'ETUDE DE STRUCTURES SIO#2-INP PDF Author: FRANCOIS.. PLAIS
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LE TRANSISTOR A EFFET DE CHAMP A GRILLE ISOLEE (MISFET) SUR INP EST LE COMPOSANT SUSCEPTIBLE DE REPONDRE AUX SPECIFICATIONS REQUISES DANS LE DOMAINE DE L'AMPLIFICATION HYPERFREQUENCE. LA REALISATION DE CE COMPOSANT PASSE PAR LA MAITRISE DU DEPOT DE SILICE SUR INP ET LA REALISATION D'UNE INTERFACE SANS DEFAUTS. LES TECHNIQUES HABITUELLES DE DEPOT D'ISOLANT (DEPOT ASSISTE PAR PLASMA RADIOFREQUENCE, TEMPERATURE DE SUBSTRAT 250C) INDUISENT DES DEFAUTS DANS LE SUBSTRAT QUI NUISENT A LA QUALITE DU COMPOSANT REALISE. A TITRE D'ALTERNATIVE AUX PLASMAS RADIOFREQUENCES, NOUS AVONS UTILISE UN PLASMA MULTIPOLAIRE MICROONDE POUR DEPOSER LE FILM DE SILICE. LE PLASMA EST CREE, A BASSE PRESSION (10##3 MBAR), DANS UN MELANGE SIH#4-N#2O, PAR RESONANCE CYCLOTRONIQUE ELECTRONIQUE REPARTIE (RCER). LES FILMS OBTENUS A TEMPERATURE AMBIANTE PRESENTENT UNE FAIBLE CONTAMINATION (2 AT% D'AZOTE ET 5 AT% D'HYDROGENE MESURE PAR MICROANALYSE NUCLEAIRE), UNE FAIBLE VITESSE DE GRAVURE HUMIDE (3 FOIS CELLE DE LA SILICE THERMIQUE) ET UNE BONNE RESISTIVITE (10#1#5CM). NOUS AVONS ENSUITE CARACTERISE L'INTERFACE ENTRE LE FILM DE SILICE ET L'INP PAR SPECTROSCOPIE DE PHOTOELECTRONS (XPS) SUR DES COUCHES MINCES OU PAR ANALYSE I(V)-C(V) SUR DES COUCHES EPAISSES. ON MONTRE PAR XPS QUE LE DEPOT DE SILICE OXYDE FORTEMENT LE SUBSTRAT D'INP. LE CHAMP CRITIQUE, POUR LEQUEL LA DENSITE DE COURANT DE FUITE EST INFERIEURE A 1 NA CM##2, DEPASSE 5 MV CM##1, RESULTAT COMPARABLE A LA STRUCTURE SILICE THERMIQUE - SI (ANALYSE I(V) QUASISTATIQUE). LA DISPERSION EN FREQUENCE DES CARACTERISTIQUES C(V) EST NULLE ET L'ANALYSE TERMAN INDIQUE UN MINIMUM DE DENSITES D'ETATS D'INTERFACE EGAL A 2 10#1#1 CM##2 EV##1

CROISSANCE ET CARACTERISATION DE COUCHES MINCES D'OXYDE DE SILICIUM OBTENUES PAR PLASMA DE COMPOSES ORGANOSILICIES. (HMDSO, TEOS)

CROISSANCE ET CARACTERISATION DE COUCHES MINCES D'OXYDE DE SILICIUM OBTENUES PAR PLASMA DE COMPOSES ORGANOSILICIES. (HMDSO, TEOS) PDF Author: CHRISTIAN.. BOURREAU
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Languages : fr
Pages : 135

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CE MEMOIRE A POUR SUJET L'ELABORATION DE COUCHES MINCES D'OXYDE DE SILICIUM PAR PLASMA DE COMPOSES ORGANOSILICIES (HMDSO ET TEOS). L'ETUDE DE L'INFLUENCE DES PARAMETRES DU REACTEUR DE DEPOT SUR LA VITESSE DE CROISSANCE DES COUCHES MINCES A MONTRE L'IMPORTANCE DE LA TEMPERATURE DU SUBSTRAT. QUEL QUE SOIT LE PRECURSEUR GAZEUX UTILISE, CETTE VITESSE DECROIT SENSIBLEMENT AVEC LA TEMPERATURE. DIFFERENTES TECHNIQUES D'ANALYSE ONT PERMIS DE TESTER LA QUALITE DES FILMS OBTENUS: MESURE DE L'INDICE OPTIQUE ET DE LA VITESSE D'ATTAQUE PAR HF, CARACTERISATION ELECTRIQUE A L'AIDE DE STRUCTURES MOS. L'ANALYSE CHIMIQUE, EFFECTUEE ESSENTIELLEMENT PAR SPECTROSCOPIE INFRAROUGE, MONTRE QUE LES FILMS POSSEDANT DES PROPRIETES PHYSIQUES INTERESSANTES ONT UNE STRUCTURE TRES PROCHE DE LA SILICE STCHIOMETRIQUE. LES RESULTATS EXPERIMENTAUX PRECEDENTS ONT PERMIS DE DEGAGER LES CARACTERISTIQUES DU MODE DE CROISSANCE. L'ETUDE DE COUCHES REALISEES, A TITRE COMPARATIF, A PARTIR DU SILANE, A CONDUIT A DES RESULTATS TRES DIFFERENTS. EN UTILISANT LE SILANE, LA FORMATION DU FILM EST PRINCIPALEMENT CONTROLEE PAR DES REACTIONS INITIEES DANS LE PLASMA. POUR LES COMPOSES ORGANOMETALLIQUES, LA CROISSANCE EST CONTROLEE PAR DES REACTIONS SE DEROULANT A LA SURFACE DU SUBSTRAT. DANS CE CAS LES PHENOMENES D'ADSORPTION ET DE DESORPTION JOUENT UN ROLE PRIMORDIAL. UN MECANISME REACTIONNEL COMPLET A ETE PROPOSE POUR LES DEPOTS REALISES A PARTIR DE HMDSO. L'ETUDE DES RECOUVREMENTS DE MARCHE A PERMIS D'ETABLIR UNE CORRELATION ETROITE ENTRE LE MODE DE CROISSANCE ET LA CONFORMITE DU DEPOT. LE RECOUVREMENT DE MARCHES PAR LES FILMS REALISES A PARTIR DU SILANE EST CARACTERISTIQUE D'UNE CROISSANCE ISOTROPE, ET DONC DE TRES MAUVAISE QUALITE. UNE AMELIORATION TRES NETTE DE CE RECOUVREMENT, CONTROLE PAR LES PHENOMENES D'ADSORPTION ET DE DESORPTION, EST OBSERVEE POUR LES DEPOTS OBTENUS A PARTIR DES COMPOSES ORGANOSILICIES

Réalisation et étude de silicium microcristallin préparé à basse température

Réalisation et étude de silicium microcristallin préparé à basse température PDF Author: Noureddine Ababou
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Pages : 145

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PREPARATION DE COUCHES MINCES DE SILICIUM MICROCRISTALLIN PAR CONDENSATION DE PLASMA JUSQU'A 300**(O)C EN JOUANT SUR LES PARAMETRES DE DEPOT FLUX ET PUISSANCE HF. ETUDE DE L'INFLUENCE DE CES PARAMETRES SUR LA PHYSICOCHIMIE ET LES PROPRIETES ELECTRONIQUES DU MATERIAU. MISE EN EVIDENCE DE L'EXISTENCE D'HETEROGENEITE A MOYENNES DISTANCES DANS L'AMORPHE ET DANS LE MICROCRISTAL

Croissance de couches minces de silicium pour applications photovoltaïques par epitaxie en phase liquide par évaporation du solvant

Croissance de couches minces de silicium pour applications photovoltaïques par epitaxie en phase liquide par évaporation du solvant PDF Author: Stephen Giraud
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Une solution pour réduire la consommation de Si de haute pureté dans les cellules solaires à base de Si cristallin est de faire croître une couche active mince de haute qualité sur un substrat à faible coût. L'Epitaxie en Phase Liquide (EPL) est l'une des techniques les plus appropriées, car la croissance est réalisée dans des conditions proches de l'équilibre. On s'intéresse plus particulièrement au développement et l'optimisation d'une technique de croissance stationnaire et isotherme basée sur l'évaporation du solvant : l'Epitaxie en Phase Liquide par Evaporation d'un Solvant métallique (EPLES). Les principaux critères concernant le choix du solvant, de l'atmosphère de croissance et du creuset sont d'abord présentés et permettent de concevoir une première configuration d'étude. Un modèle analytique est ensuite développé pour comprendre les mécanismes mis en œuvre et étudier la cinétique d'évaporation du solvant et de croissance. Les différentes étapes du procédé de croissance dans le cas de l'EPLES de Si sont examinées et mettent en évidence un certain nombre de difficultés technologiques liées à cette technique : contrôle de la convection dans le bain, réactivité du bain Si-M avec le creuset, transport par différence de température et dépôt pendant la phase de refroidissement. Des solutions techniques sont proposées et mise en place pour contourner les difficultés rencontrées. Des couches épitaxiées de Si uniformes comprises entre 20 et 40 μm sont alors obtenues par EPLES avec des bains Sn-Si et In-Si sur substrat Si monocristallin entre 900 et 1200°C sous vide secondaire. Les vitesses de croissance expérimentales atteintes sont comprises entre 10 et 20 μm/h et sont conformes aux prédictions du modèle cinétique. La qualité structurale obtenue est comparable à celle des couches obtenues par EPL. Des couches de type P, avec un bain dopé In et In(Ga) sont obtenues avec une concentration en dopants proches de 1017 at.cm3 compatible avec une application PV. Enfin le potentiel de l'application de cette technique est évalué en basant la discussion sur la réalisation d'une couche de Si obtenue par EPLES sur substrat multicristallin avec un bain In-Si.