EBIC AND DLTS MEASUREMENTS OF SI-AND POLYCRYSTALLINE SILICON

Résumé
L'influence des joints de grains sur les propriétés électroniques du silicium a été étudiée par des mesures de courant induit (EBIC), de capacité thermiquement activée (TSCAP) et de spectroscopie capacitive des niveaux profonds (DLTS). Ainsi des sous-joints issus de plaques polycristallines destinées à la fabrication de cellules solaires ont été examinés en EBIC l'état brut de solidification et après le traitement de diffusion de la jonction. Nos résultats montrent que la longueur de diffusion locale et la vitesse de recombinaison des porteurs minoritaires sont diminuées par ce traitement. Les méthodes TSCAP et DLTS ont été appliquées à un joint de grains ayant l'orientation de coïncidence Σ 13. Ces mesures ont été effectuées après diffusion d'or dans un bicristal et recuit d'homogénéisation, et sur un bicristal n'ayant subi que le recuit d'homogénéisation pour comparer l'effet du traitement thermique. Le recuit fait apparaître un continuum d'états d'interface peu étendu qui n'apparaît pas après diffusion d'or. Dans ce cas on ne détecte plus d'états d'interface, mais un niveau piège situé au voisinage du joint (0-0,5 µm) qui est le niveau donneur de l'or. Cette diffusion de phosphore ou d'or peut être interprétée comme une passivation des joints de grains.

Abstract
Influence of grain boundaries on the electronic properties of silicon has been studied by electron-beam induced current (EBIC), thermally stimulated capacitance (TSCAP) and deep-level transient spectroscopy (DLTS). Low-angle grain boundaries taken from as-grown polycrystalline wafers for solar cells have been analyzed by EBIC and their behaviors have been compared after the junction diffusion treatment. This treatment gives a decrease of the local diffusion length and recombination velocity of the minority carriers. TSCAP and DLTS methods have been applied to a coincidence orientation grain boundary Σ13. These measurements have been made on a gold diffused bicrystal which was homogenized by annealing. These results are then compared with those of a bicrystal without gold diffusion but with the same thermal treatment. After annealing a narrow interface state continuum appears. On the contrary the gold diffusion prevents the formation of this continuum and only the donor level of gold is detected in the space charge region of the grain boundary (0 - 0.5 µm). This diffusion of phosphorus or gold can be interpreted as a grain boundary passivation.