MINORITY CARRIER LIFETIME AND POTENTIAL BARRIER HEIGHT IN POLYCRYSTALLINE SILICON : EFFECTS OF LOW TEMPERATURE ANNEALINGS AND NEUTRON IRRADIATION

Résumé
Les effets de recuits à température T ≤ 450°C, sous argon ou sous hydrogène, et d'irradiations par neutrons de 14 MeV sont comparés en terme de durée de vie volumique τ_v des porteurs minoritaires et de hauteur φ_B des zones de barrière de potentiel. Les mesures sont essentiellement réalisées par photocourant et photoconductivité transitoires, et par caractéristiques I (V,T), dans des rubans RAD à gros grains (CZ, dopé B, 1Ω.cm). Les résultats montrent que les recuits, qu'ils soient réalisés sous argon ou sous hydrogène, affectent peu τ_v (~ 1 à 0,5 µs). Il en est de même de φ_B (0,10 à 0,20 eV). Par contre, les effets des zones de barrière φ_B sur la conduction ne suivent le modèle de doubles barrières de Schottky que dans les échantillons non recuits sous hydrogène : en passivant les joints près de la surface, l'hydrogène rend les effets des zones de barrière restantes équivalents à ceux de zones électriquement isolantes. La sensibilité du matériau aux irradiations s'avère également liée à la sensibilité des zones de barrière de potentiel : - la dégradation de τ_v est équivalente à celle obtenue dans un monocristal ; - les variations de φ_B entraînent une modification importante de la conduction pour des doses où la conductivité d'un monocristal n'est pas affectée.

Abstract
The effects of annealing, at temperatures ≤450°C under argon or hydrogen atmosphere, and of 14 MeV neutron irradiation on bulk lifetime τ_v of minority carriers and height φ_B of the potential barrier regions are compared. The measurements essentially involve transient photocurrent and photoconductivity responses, and I (V,T) characteristics, of samples from large grain R.A.D. ribbons (CZ silicon, boron doped, 1Ω.cm). The results show that the low temperature annealing with argon or hydrogen scarcely modifies both the τ_v (1 to 0,5µ s) and φ_B (~ 0.10 to 0,20 eV) values. But the effects of the regions with potential barriers φ_B on the material conductivity only agree with the double-Schottky barrier model when the samples have not been annealed under hydrogen : by passivating grain boundaries near the sample surface, hydrogen makes the effects of the remaining barrier regions analoguous to the effects of insulating zones. Following neutron irradiation the behaviour of the electrical properties of the material is again strongly related to the behaviour of the potential barrier regions : - the degradation of τ_vappears comparable to the degradation observed in single-cristalline samples ; - the variations of φ_Bare responsible for the change in sample conduction which is observed at the low irradiation doses where single-cristal conductivity is not affected.