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J. Phys. Colloques
Volume 43, Numéro C1, Octobre 1982
Colloque International du C.N.R.S. sur les Semiconducteurs Polycristallins / Polycrystalline Semiconductors
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| Page(s) | C1-193 - C1-198 | |
| DOI | https://doi.org/10.1051/jphyscol:1982126 | |
J. Phys. Colloques 43 (1982) C1-193-C1-198
DOI: 10.1051/jphyscol:1982126
INCORPORATION, DIFFUSION ET SEGREGATION D'IMPURETES DANS LE SILICIUM POLYCRISTALLIN
J.F. Deville1, J. Quesada2 et M.L. Soltani11 Equipe d'Etude des Surfaces, ERA 7 du CNRS, Université Louis Pasteur, 4 rue Blaise Pascal, 67070 Strasbourg Cedex, France
2 Laboratoire de Métallurgie-Chimie des Matériaux, E.N.S.A.I.S., 24 boulevard de la Victoire, 67000 Strasbourg, France
Résumé
Nous avons étudié par spectroscopie de photoélectrons la nature, la répartition et éventuellement la liaison chimique des impuretés au voisinage de la surface d'échantillons de silicium polycristallin tiré sur ruban de carbone. Outre les impuretés principales (carbone et oxygène) toujours présentes à des concentrations voisines de leur limite de solubilité dans les silicium, des impuretés métalliques ont été mises en évidence : leur nature est variable d'un échantillon à l'autre. Leur répartition spatiale n'est pas aléatoire : certaines se trouvent à la surface proprement dite (sodium), d'autres sont situées dans la couche oxydée superficielle (calcium, magnésium) ou à l'interface oxyde-matériau propre (fer). Ces impuretés métalliques proviennent du ruban et sont incorporées au silicium lors de la cristallisation. Il n'est pas encore possible de donner un modèle satisfaisant des mécanismes d'incorporation des impuretés à cause de leur trop grand nombre et de leurs interactions mutuelles. L'oxygène semble cependant jouer un rôle prépondérant dans la répartition spatiale des impuretés métalliques.
Abstract
We studied by means of X-Ray Photoelectron Spectroscopy the nature, distribution and, when possible, the chemical bond of impurities at the surface of polycrystalline silicon samples grown on a carbon ribbon. Besides main impurities (carbon and oxygen), always present at concentrations around their limit of solubility in silicon, metal impurities have been found : their nature varies from a sample to another. Their spatial distribution is not random : some are strictly confined at the surface (sodium), whereas others are in the superficial oxidized layer (calcium, magnesium) or localized at the oxide-bulk silicon interface (iron). Metal impurities are coming from the carbon ribbon and are incorporated to silicon during the growth process. It is not yet possible to give a model of diffusion processes of impurities since they are too numerous and interact one with the other. However oxygen seems to play a leading rôle in the spatial distribution of metal impurities.