Production and study of microcrystalline silicon prepared at low temperature
Réalisation et étude de silicium microcristallin préparé à basse température
Résumé
We have prepared thin films of microcrystalline silicon by "glow-discharge", up to 300°C by playing on the preparation parameters flux and HF power. We then studied the influence of the preparation parameters on the physicochemistry and electronic properties of the material.
X-ray diffraction measurements gave, for microcrystalline films, a constant diameter around 100 A°, independently of the incorporated hydrogen (evaluated by nuclear reaction) or the crystalline fraction (evaluated by Raman scattering). Crystallization is accompanied by a loss of hydrogen, the concentration of hydrogen decreasing with the deposition temperature. There is, in the microcrystal, a part of the hydrogen sites existing in the amorphous with only a slight shift in IR vibration frequency.
It was shown at the electronic level that the optical absorption and electrical conductivity had the same profiles for microcrystalline samples as for amorphous samples, when the layers were prepared below 400°C.
All the results are interpreted by the existence of heterogeneities at medium distances in the amorphous (little hydrogenated islands in a more disordered and hydrogenated fabric) and in the microcrystal (ordered crystallite and disordered and hydrogenated grain boundary).
Nous avons préparé des couches minces de silicium microcristallin par "glow-discharge", jusqu'à 300°C en jouant sur les paramètres de préparation flux et puissance HF. Nous avons alors étudié l'influence des paramètres de préparation sur la physicochimie et les propriétés électroniques du matériau.
Les mesures de diffraction X ont donné, pour les films microcristallins, un diamètre constant autour de 100 A°, indépendamment de l'hydrogène incorporé (évalué par réaction nucléaire) ou de la fraction cristalline (évaluée par diffusion Raman). La cristallisation s'accompagne d'une perte d'hydrogène, la concentration d'hydrogène diminuant avec la température de dépôt. Il y a, dans le microcristal, une partie des sites de l'hydrogène existant dans l'amorphe avec seulement un léger décalage en fréquence de vibration IR.
On a montré au niveau électronique que l'absorption optique et la conductivité électrique avaient les mêmes profils pour les échantillons microcristallins que pour les échantillons amorphes, quand les couches étaient préparées au-dessous de 400°C.
L'ensemble des résultats est interprété par l'existence d'hétérogénéités à moyennes distances dans l'amorphe (ilots peu hydrogénés dans un tissu plus désordonné et plus hydrogéné) et dans le microcristal (cristallite ordonnée et joint de grain désordonné et hydrogéné)
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)