GRAIN BOUNDARIES INTRODUCED DEEP LEVELS IN POLYSILICON

Résumé
Des films de polysilicium ont eté obtenus dans un four à résistance, par déposition chimique en phase vapeur de silane. Pour minimiser la réaction de la phase gazeuse, un système d'entrée refroidi a été développé. Le contrôle de la réaction de surface permet une croissance en colonne. Le rôle des joints de grains caractérisant les polycristaux est examiné. Pour les mesures de propriété de transport, les couches de polysilicium ont été isolées par une déposition en phase vapeur d'un film de dioxide de silicium sur le Si substrat. Les niveaux profonds qui piègent les électrons et les trous sont reliés aux dimensions des grains. Les minima de mobilité caractéristiques en fonction de la concentration sont reliés au passage du niveau de Fermi à travers le niveau profond associé. Le critère de la formation d'une bande d'impuretés associée aux liaisons pendantes introduites par les joints de grains est examiné. Les mobilités calculées caractérisant les propriétés de transport dans un système aléatoire, introduit dans ce cas par la formation d'une bande d'impuretés, sont reliées aux valeurs mesurées aux minima de mobilité.

Abstract
Polysilicon films have been grown, in a resistance heated furnace, by chemical vapor deposition of silane. To minimize the gas-phase reaction a cooled entry system has been developed. The dominance of surface reaction control resulted in columnar growth. The role of the grain boundaries, characterizing polycrystals, were examined. For transport properties measurements the polysilicon layers were isolated by a chemical vapor deposited silicon dioxide film on a silicon substrate. Deep lying electron and hole trapping center concentrations were related to grain sizes. The characteristic measured mobility minima as a function of carrier concentrations, were associated to the crossing of the Fermi energy the appropriate deep lying impurity level. The criteria of impurity band formation, associated to grain boundaries introduced dangling bonds, were examined. The calculated mobilities, characterizing the transport properties of a random system, introduced in this case by the formation of an impurity band, were correlated to the measured values at the mobility minima, in polycrystalline silicon.