Recuit rapide isotherme des semiconducteurs

par Jean-Francois Joly

Thèse de doctorat en Dispositifs de l'Electronique Intégrée

Sous la direction de André Laugier.

Soutenue en 1988

à Lyon, INSA , en partenariat avec LPM - Laboratoire de Physique de la Matière (laboratoire) .

mots clés

• Recuit thermique rapide
• Semiconducteurs
• Cellules solaires polymères

Résumé

Divers types de recuits rapides (l0-8 à l0-2s) sont actuellement étudiés pour les applications s'étendant du recuit d'implantation ionique aux réactions chimiques telles que l'oxydation ou la formation de composés alliés métal-semiconducteur. Le recuit rapide isotherme (R. R. I. ) est en passe de supplanter ses concurrents grâce à : - une plus grande souplesse d'emploi, - un moindre coût, - aux résultats très satisfaisants obtenus sur les dispositifs réalisés. Deux axes directeurs ont guidé nos travaux : - une synthèse et une analyse bibliographique approfondie, - une contribution aux études du R. R. I. Des matériaux semiconducteurs, notamment dans le domaine du recuit post-implantation. En ce qui concerne le premier point, nous avons en particulier : i) déterminé le principe de fonctionnement des fours R. R. I. , ce qui n'avait jamais été fait auparavant de façon aussi détaillée, ii) présenté une solution originale pour le pilotage précis de notre prototype et ce sans pollution des échantillons, iii) proposé des critères d'analyse et de comparaison des traitements thermiques entre eux, iv) donné un guide permettant aux non-spécialistes de mieux converser avec les personnes chargées des recuits. Pour le second point, nous avons : v) étudié le comportement du silicium vierge (types N et P), du silicium implanté (P+, PF5+, As+) et du polysilicium implanté (B+) à structure multicouches, vis à vis du R. R. I. : pour la première fois ont été mis en évidence des défauts électriquement actifs liés aux seuls paramètres de recuit, ii) montré la faisabilité de photopiles solaires silicium aux rendements pouvant excéder 12 %, iii) présenté les bons résultats du R. R. I. Du silicium polycristallin (meilleurs qu'après un recuit classique), iv) étudié la présence de défauts dans GaAs dans les conditions de recuit dites de "face-à-face, v) réalisé des travaux préliminaires à une étude complète du R. R. I. D'InP implanté.

Titre traduit

= Rapid thermal annealing of semiconductors

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