PIEGEAGE D'IMPURETES METALLIQUES DANS LE SILICIUM PAR IMPLANTATION IONIQUE HAUTE ENERGIE

PIEGEAGE D'IMPURETES METALLIQUES DANS LE SILICIUM PAR IMPLANTATION IONIQUE HAUTE ENERGIE PDF Author: PIERRE.. ROHR
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Languages : fr
Pages : 162

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L'OBJECTIF DE CETTE THESE EST D'ETUDIER LES MECANISMES DU PIEGEAGE D'IMPURETES DANS LE SILICIUM PAR IMPLANTATION IONIQUE HAUTE ENERGIE. CETTE PROCEDURE A POUR BUT D'OPTIMISER LE FONCTIONNEMENT DES DISPOSITIFS A SEMICONDUCTEURS, EN DEBARRASSANT LA ZONE ACTIVE DES IMPURETES INDESIRABLES. CES IMPURETES SONT ALORS REGROUPEES DANS UNE COUCHE ENTERREE ENDOMMAGEE ET STABLE SITUEE SOUS UNE COUCHE SUPERIEURE D'EXCELLENTE QUALITE CRISTALLINE. L'IMPLANTATION IONIQUE HAUTE ENERGIE EST ADAPTEE A CE GENRE D'APPLICATION, PUISQUE QUE LA PLUPART DES DOMMAGES CRISTALLOGRAPHIQUES RESIDUELS SONT LOCALISES EN PROFONDEUR. DANS CE TRAVAIL, NOUS AVONS ETUDIE LE PIEGEAGE PAR IMPLANTATION D'ARGON OU DE CARBONE DANS DES SUBSTRATS DE SILICIUM INTENTIONNELLEMENT CONTAMINES A L'OR OU AU PLATINE. LA NATURE ET LA STABILITE DES DEFAUTS CREES ONT ETE DETERMINEES PAR LA CANALISATION DES PARTICULES ET LA MICROSCOPIE ELECTRONIQUE PAR TRANSMISSION. LES CINETIQUES D'ACCUMULATION DE L'OR OU DU PLATINE SUR CES DEFAUTS ONT ETE MESUREES PAR DES ANALYSES PAR RETRODIFFUSION RUTHERFORD EN FONCTION DE DIFFERENTS PARAMETRES. DANS LE CAS D'UN PIEGEAGE PAR IMPLANTATION D'ARGON LES DEFAUTS CREES SONT DES BULLES ET DES DISLOCATIONS, MAIS SEULES CES DERNIERES SONT DES CENTRES DE PIEGEAGE. SI LE PIEGEAGE S'EFFECTUE PAR IMPLANTATION DE CARBONE, LES CENTRES DE PIEGEAGE, TRES STABLES, SONT DES COMPLEXES D'ATOMES DE CARBONE ET DE SILICIUM ET DES BOUCLES EXTRINSEQUES POUR LES FORTES DOSES D'IMPLANTATION. LES RESULTATS ONT ETE INTERPRETES PAR UN MODELE PRENANT EN COMPTE UNE REACTION DE PIEGEAGE-DEPIEGEAGE AINSI QUE LA GUERISON DES CENTRES DE PIEGEAGE AU COURS DES RECUITS. CE TRAVAIL MONTRE QU'UNE IMPLANTATION IONIQUE HAUTE ENERGIE DE CARBONE EST IDEALE POUR CETTE OPERATION DE PIEGEAGE DE PROXIMITE

PIEGEAGE D'IMPURETES METALLIQUES DANS LE SILICIUM PAR IMPLANTATION IONIQUE HAUTE ENERGIE

PIEGEAGE D'IMPURETES METALLIQUES DANS LE SILICIUM PAR IMPLANTATION IONIQUE HAUTE ENERGIE PDF Author: PIERRE.. ROHR
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Pages : 162

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L'OBJECTIF DE CETTE THESE EST D'ETUDIER LES MECANISMES DU PIEGEAGE D'IMPURETES DANS LE SILICIUM PAR IMPLANTATION IONIQUE HAUTE ENERGIE. CETTE PROCEDURE A POUR BUT D'OPTIMISER LE FONCTIONNEMENT DES DISPOSITIFS A SEMICONDUCTEURS, EN DEBARRASSANT LA ZONE ACTIVE DES IMPURETES INDESIRABLES. CES IMPURETES SONT ALORS REGROUPEES DANS UNE COUCHE ENTERREE ENDOMMAGEE ET STABLE SITUEE SOUS UNE COUCHE SUPERIEURE D'EXCELLENTE QUALITE CRISTALLINE. L'IMPLANTATION IONIQUE HAUTE ENERGIE EST ADAPTEE A CE GENRE D'APPLICATION, PUISQUE QUE LA PLUPART DES DOMMAGES CRISTALLOGRAPHIQUES RESIDUELS SONT LOCALISES EN PROFONDEUR. DANS CE TRAVAIL, NOUS AVONS ETUDIE LE PIEGEAGE PAR IMPLANTATION D'ARGON OU DE CARBONE DANS DES SUBSTRATS DE SILICIUM INTENTIONNELLEMENT CONTAMINES A L'OR OU AU PLATINE. LA NATURE ET LA STABILITE DES DEFAUTS CREES ONT ETE DETERMINEES PAR LA CANALISATION DES PARTICULES ET LA MICROSCOPIE ELECTRONIQUE PAR TRANSMISSION. LES CINETIQUES D'ACCUMULATION DE L'OR OU DU PLATINE SUR CES DEFAUTS ONT ETE MESUREES PAR DES ANALYSES PAR RETRODIFFUSION RUTHERFORD EN FONCTION DE DIFFERENTS PARAMETRES. DANS LE CAS D'UN PIEGEAGE PAR IMPLANTATION D'ARGON LES DEFAUTS CREES SONT DES BULLES ET DES DISLOCATIONS, MAIS SEULES CES DERNIERES SONT DES CENTRES DE PIEGEAGE. SI LE PIEGEAGE S'EFFECTUE PAR IMPLANTATION DE CARBONE, LES CENTRES DE PIEGEAGE, TRES STABLES, SONT DES COMPLEXES D'ATOMES DE CARBONE ET DE SILICIUM ET DES BOUCLES EXTRINSEQUES POUR LES FORTES DOSES D'IMPLANTATION. LES RESULTATS ONT ETE INTERPRETES PAR UN MODELE PRENANT EN COMPTE UNE REACTION DE PIEGEAGE-DEPIEGEAGE AINSI QUE LA GUERISON DES CENTRES DE PIEGEAGE AU COURS DES RECUITS. CE TRAVAIL MONTRE QU'UNE IMPLANTATION IONIQUE HAUTE ENERGIE DE CARBONE EST IDEALE POUR CETTE OPERATION DE PIEGEAGE DE PROXIMITE

Piégeage des impuretés métalliques présentes dans le silicium destiné au photovoltaïque par plasma immersion ion implantation (PIII)

Piégeage des impuretés métalliques présentes dans le silicium destiné au photovoltaïque par plasma immersion ion implantation (PIII) PDF Author: El Amin Kouadri Boudjelthia
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Malgré son grand potentiel, l'énergie photovoltaïque n'arrive pas encore à trouver une grande place dans le paysage énergétique mondial. Elle se heurte à deux problèmes de taille : le coût et le rendement. Les cellules solaires à base du silicium multicristallin (mc-Si) perdent beaucoup de leur rendement à cause de la présence des impuretés métalliques. Plusieurs recherches ont montré que les cavités induites par implantation ionique sont efficaces dans le piégeage des impuretés. Mais les techniques utilisées dans l'implantation n'ont pas permis à ce procédé de se développer dans l'industrie à cause de leur coût élevé. Le plasma immersion ion implantation (PIII) est une technique bas coût qui permet d'implanter de grandes surfaces. Elle est utilisée dans le traitement de surface à l'échelle industrielle, mais à ce jour aucune étude n'a montré son utilisation dans le piégeage des impuretés dans le silicium. Dans cette thèse nous avons créé des cavités dans le mc-Si par implantation d'hydrogène par PIII. Plusieurs techniques de caractérisation ont été utilisées afin d'étudier le mécanisme de formation de ces cavités. La MET, la photoluminescence et les positons ont été utilisées pour avoir un maximum d'informations sur la nature et l'évolution des défauts créés par implantation d'hydrogène. Nous avons également étudié la différence entre les cavités formées par PIII et celles formées par implantation classique. Les cavités formées ont été utilisées, par la suite, pour le piégeage des impuretés métalliques présentes dans le mc-Si (Cu, Fe, Cr et Ni). Les résultats obtenus par SIMS ont monté l'efficacité de notre procédé dans le piégeage des impuretés métalliques.

ETUDE DES CAVITES ET DES DISLOCATIONS CREEES PAR IMPLANTATION D'HELIUM A HAUTE ENERGIE DANS LE SILICIUM

ETUDE DES CAVITES ET DES DISLOCATIONS CREEES PAR IMPLANTATION D'HELIUM A HAUTE ENERGIE DANS LE SILICIUM PDF Author: SYLVIE.. GODEY
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Languages : fr
Pages : 140

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FACE A LA MINIATURISATION CONSTANTE DES COMPOSANTS ELECTRONIQUES, LES PROBLEMES DE CONTAMINATIONS EN IMPURETES METALLIQUES FONT L'OBJET D'UNE ATTENTION PARTICULIERE. L'INTERET CROISSANT DES IMPLANTATIONS D'HELIUM A HAUTE ENERGIE (DE L'ORDRE DU MEV) COMME PROCEDURE DE GETTERING A MOTIVE LA REALISATION DE CETTE THESE. APRES UN RECUIT, CES IMPLANTATIONS CONDUISENT A LA FORMATION DE CAVITES DONT LES PAROIS REACTIVES PERMETTENT DE PIEGER LES IMPURETES EN DEHORS DES ZONES ACTIVES. LES IMPLANTATIONS D'HE A HAUTE ENERGIE N'AVAIENT PAS ENCORE FAIT L'OBJET D'ETUDES SPECIFIQUES. DANS UN PREMIER TEMPS, IL APPARAISSAIT DONC ESSENTIEL DE S'INTERESSER A LA FORMATION ET A LA CROISSANCE DES CAVITES. A CETTE FIN, NOUS AVONS CORRELE DES OBSERVATIONS EN MICROSCOPIE ELECTRONIQUE EN TRANSMISSION ET DES DOSAGES D'HELIUM EFFECTUES GRACE A DES METHODES D'ANALYSE NUCLEAIRES. SELON LA DOSE IMPLANTEE, NOUS AVONS DISTINGUE DES SYSTEMES DE CAVITES DITS DILUES ET CONDENSES. LES PREMIERS, CARACTERISES PAR UNE CROISSANCE HETEROGENE DES CAVITES, PEUVENT CONDUIRE A LA FORMATION DE DISLOCATIONS SUSCEPTIBLES D'ATTEINDRE LES ZONES ACTIVES ET PAR CONSEQUENT DE DETERIORER LES PERFORMANCES DES COMPOSANTS. LES SECONDS SYSTEMES SE CARACTERISENT PAR UNE BANDE CONTINUE DE CAVITES AU-DELA DE LAQUELLE SE FORMENT DES DEFAUTS DE NATURE INTERSTITIELLE. LA CROISSANCE DES CAVITES SEMBLE ETRE CONDITIONNEE PAR LES PROFILS D'IMPLANTATION DES ATOMES D'HELIUM QUI DEPENDENT DE L'ENERGIE D'IMPLANTATION. DE PLUS, L'ETUDE DE LA DESORPTION DE L'HELIUM A MIS EN EXERGUE QUE LES CAVITES NE PEUVENT PAS ETRE CONSIDEREES A PRIORI VIDES D'HELIUM, COMME CELA EST GENERALEMENT ADMIS POUR DES IMPLANTATIONS A FAIBLE ENERGIE. DANS UN DEUXIEME TEMPS, L'EFFICACITE DE PIEGEAGE DES IMPLANTATIONS D'HELIUM A HAUTE ENERGIE A ETE VERIFIEE POUR DES CONTAMINATIONS EN PLATINE, EN OR, EN NICKEL ET EN CUIVRE. LA POSSIBILITE DE PIEGER DIFFERENTES IMPURETES SIMULTANEMENT REND L'APPLICATION DE CETTE TECHNIQUE DE GETTERING PROMETTEUSE.

Implantation ionique d'oxygène à haute énergie dans le silicium

Implantation ionique d'oxygène à haute énergie dans le silicium PDF Author: Kamel Touhouche
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Pages : 376

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Interaction entre impuretés métalliques et cavités créées par implantation He+ haute énergie dans du silicium monocristallin

Interaction entre impuretés métalliques et cavités créées par implantation He+ haute énergie dans du silicium monocristallin PDF Author: Rachid El Bouayadi
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Languages : fr
Pages : 152

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Les mécanismes de piégeage de quelques métaux de transition par des cavités créées par implantation hélium ont été étudiés. Dans la zone de projection, les dislocations et les fautes d'empilement, générées par cette implantation, peuvent aussi contribuer au phénomène de piégeage, mais ce travail a été principalement dédié aux interactions impuretés-cavités. Les éléments hybrides (Au, Pt) se piègent par chimisorption alors que les éléments interstitiels (Ag, Ni, Cu) peuvent également précipiter dans la zone de défauts. Lors de la chimisorption, les atomes sont préférentiellement adsorbés sur les faces vicinales d'une cavité. Les variations de l'énergie de surface de ces faces vicinales, induites par l'adsorption des impuretés, entraînent des changements de la morphologie des cavités. Par ailleurs, nous avons montré que la saturation de la totalité des sites pièges n'est pas une condition préalable à la croissance d'une phase 3D, une saturation locale des faces vicinales est suffisante pour que ce phénomène se produise. Quant à la précipitation, le nickel et le cuivre forment des siliciures respectivement NiSi2 et -Cu3Si, qui sont les phases les plus stables à haute température. L'argent précipite facilement dans la zone de défaut, aussi bien sur les dislocations qu'à l'intérieur des cavités, mais c'est ce deuxième type de piégeage qui est le plus stable à haute température. Contrairement aux autres éléments (Ni, Cu), l'argent précipite sans formation de siliciure avec deux relations d'épitaxie par rapport au silicium, tout comme le NiSi2/Si(111). Deux impuretés impliquant deux types de défauts ponctuels (lacunes et auto-interstitiels) peuvent précipiter sur une même cavité en formant deux phases distinctes. Puisque la chaîne de cavités forme une barrière efficace à la diffusion de métal, il est préférable de former les cavités avant les différentes étapes de la réalisation d'un composé.