Origine des centres recombinants aux joints de grains de bicristaux de silicium Σ = 13
Résumé
Pour vérifier que la ségrégation d'oxygène est bien à l'origine de l'activité recombinante des joints de grains de bicristaux « CZ », de configuration Σ = 13 et de type P, des échantillons ont été étudiés bruts de fabrication, après recuit, après diffusion d'or ainsi qu'après recuit et diffusion d'or. Les techniques expérimentales regroupent les balayages LBIC, le contraste EBIC, ainsi que la DLTS utilisant la région de charge d'espace du joint de grains comme structure de collecte. Les résultats montrent que l'activité recombinante des joints ne devient notable qu'après un recuit à 880 °C pendant plusieurs dizaines d'heures. Une diffusion d'or à 700 °C ne produit pas d'autre effet que celui dû au seul recuit. Une diffusion d'or à 800 °C pendant 3 heures dans un bicristal préalablement recuit à 880 °C pendant 30 heures réduit les recombinaisons aux joints et dans les grains. L'activation des joints de grains de type Σ = 13 est donc un phénomène lent, tandis que la présence d'impuretés métalliques diffusant rapidement dans le silicium est soit sans effet, soit passivante. L'activation des joints doit donc résulter de la capture de diffuseurs relativement lents. Par suite de son abondance dans les cristaux « CZ » et des précipités qu'il peut former aux joints, l'oxygène dissous dans les grains apparaît bien après ségrégation comme le principal responsable de l'activation de ces défauts.
Mots clés
deep level transient spectroscopy
EBIC
electron hole recombination
elemental semiconductors
OBIC
silicon
semiconductor
Czochralski crystals
recombination centres
grain boundaries
bicrystals
minority carriers
p type
segregation
LBIC
DLTS
space charge
annealing
in diffusion
activation
700 to 800 degC
Si
Si:O
Si:Au
Ar
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