Thèse soutenue

Croissance de couches minces de silicium par épitaxie en phase liquide à basse température pour applications photovoltaïques
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Auteur / Autrice : Fatima Abdo
Direction : Mustapha Lemiti
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Matière condensée, surface et interface
Date : Soutenance en 2007
Etablissement(s) : Lyon, INSA

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Dans le cadre de cette thèse, nous présentons une voie économique, propre et innovante de réalisation de substrat de silicium en couche mince pour applications photovoltaïques. Elle est basée sur la croissance de couche par épitaxie en phase liquide à basse température sur substrats de silicium fragilisé par implantation ionique pour le détachement et le report sur substrats bas coûts. L’objectif de ce travail est de trouver les conditions expérimentales pour baisser la température d’épitaxie (<800°C au lieu de 1050°C) tout en conservant une vitesse de croissance relativement élevée. Nous avons mis au point une méthode innovante qui consiste à utiliser deux bains différents : le premier contenant Al-Sn-Si permet de désoxyder la surface du substrat de silicium sans utiliser l’hydrogène et le second contenant Sn-Si permet la croissance d’une couche épaisse de silicium. Des couches uniformes de 15µm d’épaisseurs ont été obtenues après 3 heures de croissance. Des études thermodynamiques exploitant les diagrammes de phase de mélanges ternaires ou quaternaires ont été réalisées pour atteindre des vitesse de croissance élevées. Des alliages à base d’étain et de cuivre ont été sélectionnés, l’étain pour abaisser la température et le cuivre pour augmenter la solubilité du silicium. Des couches de 30µm ont été obtenues après 2 heures de croissance. Nous avons également montré que cette étape d’épitaxie pourrait être compatible avec la technologie de fragilisation par implantation ionique.