ETUDE DES PROPRIETES ET STRUCTURE DES COUCHES MINCES DE SILICIUM DEPOSEES PAR DECOMPOSITION THERMIQUE DE SILANE PDF Download
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Author: René Bisaro Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 304
Book Description
LA TAILLE DES GRAINS, LA TEXTURE, LA MORPHOLOGIE DE SURFACE, LA CONDUCTIVITE ELECTRIQUE ET L'ABSORPTION OPTIQUE SONT ETUDIES EN FONCTION DES PARAMETRES DE DEPOT. L'OPTIMUM DES PROPRIETES DE TRANSPORT DES COUCHES POLYCRISTALLINES EST LIE A UN REGIME DE CRISTALLISATION EN PHASE SOLIDE. ETUDE DU PROCESSUS DE CRISTALLISATION, EFFET D'IMPURETES DOPANTES. ON MET EN EVIDENCE L'EFFET DES LIAISONS DISPONIBLES ET DE LEUR ETAT DE CHARGE SUR LE MECANISME DES CRISTALLISATION
Author: René Bisaro Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 304
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LA TAILLE DES GRAINS, LA TEXTURE, LA MORPHOLOGIE DE SURFACE, LA CONDUCTIVITE ELECTRIQUE ET L'ABSORPTION OPTIQUE SONT ETUDIES EN FONCTION DES PARAMETRES DE DEPOT. L'OPTIMUM DES PROPRIETES DE TRANSPORT DES COUCHES POLYCRISTALLINES EST LIE A UN REGIME DE CRISTALLISATION EN PHASE SOLIDE. ETUDE DU PROCESSUS DE CRISTALLISATION, EFFET D'IMPURETES DOPANTES. ON MET EN EVIDENCE L'EFFET DES LIAISONS DISPONIBLES ET DE LEUR ETAT DE CHARGE SUR LE MECANISME DES CRISTALLISATION
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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.
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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
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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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CE TRAVAIL PRESENTE UNE ETUDE DES DEPOTS SUR SUBSTRAT DE VERRE DE SILICIUM DOPE IN SITU AU PHOSPHORE, PAR LA TECHNIQUE DE DECOMPOSITION THERMIQUE DE SILANE A BASSE PRESSION OU LPCVD. L'OBJECTIF DE CETTE ETUDE EST LA MAITRISE DU TAUX DE DOPAGE DE L'ELEMENT PHOSPHORE DANS LES COUCHES MINCES DE SILICIUM ELABOREES A UNE TEMPERATURE N'EXCEDANT PAS 600C. NOUS AVONS CHERCHE LES PARAMETRES DE DEPOT (TEMPERATURE, PRESSION, RAPPORT PH#3/SIH#4) QUI CONDUISENT A DES FILMS PERMETTANT LA REALISATION DE TRANSISTORS COUCHES MINCES
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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ETUDE DE LA CRISTALLISATION DE COUCHES MINCES DE SILICIUM AMORPHE DEPOSEES SUR DE LA SILICE AMORPHE. ABSORPTION OPTIQUE DE CES POLYCRISTAUX DE FAIBLES DIMENSIONS ET COMPARAISON AVEC LE MATERIAU AMORPHE. CONDUCTIVITE ELECTRIQUE. EFFET DU SUPPORT SUR LA COUCHE DEPOSEE. ETUDE DE LA CRISTALLISATION PAR RPE ET DIFFUSION RAMAN. EFFETS SUR LA CRISTALLISATION DE LASERS DECLENCHES OU EN CONTINU. LES MATERIAUX OBTENUS SONT ADAPTES A LA CONVERSION PHOTOVOLTAIQUE DE L'ENERGIE SOLAIRE DANS UNE CONFIGURATION DE DIODE SCHOTTKY
Author: Stéphanie Huet Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 197
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Ce travail porte sur l'étude de la phase initiale de croissance d'agrégats de silicium dans un plasma argon-silane utilisé pour la croissance de couches minces de silicium nanostructurées ns-Si :H. L'objectif de cette étude est d'établir le lien entre la formation des nanoparticules en phase gazeuse dans le plasma et les propriétés des couches minces. L'apparition des poudres a été mise en évidence par différents diagnostics de la décharge et du plasma. L'analyse de l'impédance de la décharge RF a permis la détection des nanoparticules. Des mesures de spectroscopie d’émission montrent que dès le démarrage de la coalescence de celles-ci les paramètres du plasma tels que densité et température électroniques, subissent aussi de fortes modifications. Une forte corrélation existe entre le processus de croissance des particules dans le plasma et les propriétés opto-électroniques des couches ns-Si :H. La structure et la morphologie des couches ns-Si :H déposées ont été étudiées en fonction de la durée du plasma (TON) et de la température des gaz (TG). Les échantillons obtenus ont été analysés par différentes techniques (AFM, XPS, ellipsométrie, conductivité électrique, exodiffusion, etc ). Ces films sont constitués d'une matrice amorphe de silicium dans laquelle sont incrustées des nanoparticules cristallines (MET et METHR). Des mesures de spectroscopie Raman ont permis de déterminer la taille et la fraction volumique des cristallites, ainsi que la température de surface atteinte par l'échantillon durant l'analyse Raman. L'importance de l'enregistrement des spectres Raman à une puissance laser, qui ne produit aucune modification de structure sur l'échantillon a été mise en évidence. La cristallisation des films a aussi été étudiée. La décroissance du seuil de cristallisation lorsque TON augmente et TG diminue confirme la forte corrélation entre la structure nanostructurée du film et la cinétique de croissance des particules.
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ETUDE DES PROPRIETES DES COUCHES MINCES OBTENUES PAR EVAPORATION THERMIQUE DE LA POUDRE DE MONOXYDE DE SILICIUM DANS DES CONDITIONS PRECISES SOUS FORME DE STRUCTURES SYMETRIQUES AL-SIO-AL OU DISSYMETRIQUES AL-SIO-NI
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Cette étude concerne les propriétés structurales, optiques et électriques des couches minces d'oxynitrure de silicium ( SiOxNy) élaborées par pulvérisarion cathodique radiofréquence d'une cible de silicium dans un plasma argon-oxygène-azote. La zone d'instabilité de ce procédé réactif a été précisée par spectroscopie d'émission optique et par le suivi de la pression totale et du potentiel d'autopolarisation. Les conditions adéquates d'élaboration qui ont été définies, ont permis de déposer des films dont la composition varie presque linéairement, entre celles du nitrure et de l'oxyde de silicium. Ces couches sont formées par un mélange de nanophases de type SiO2 et Si3N4 incorporées dans une phase de SiOxNy amorphe. Des liaisons pendantes ont aussi été détectées sur les atomes de silicium. Les dépôts présentent des propriétés optiques (indice de réfraction, gap optique) et des propriétés diélectriques très intéressantes et variables en fonction de leur composition et de leur structure
Author: René Bisaro
Author: René Bisaro
Author: JOELLE.. GUILLET
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Author: MOHAMED-EL-BACHIR.. SEMMACHE
Author: AHMED.. LIBA
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Author: Stéphanie Huet
Author: Thien Phap Nguyen
Author: Farida Rebib