Influence d'une diffusion d'or sur l'activité recombinante des joints de grains dans le silicium

M. Pasquinelli

doi:doi:10.1051/jp3:1992129

Numéro		J. Phys. III France Volume 2, Numéro 3, March 1992


Page(s)		303 - 311
DOI		https://doi.org/10.1051/jp3:1992129

DOI: 10.1051/jp3:1992129
J. Phys. III France 2 (1992) 303-311

Influence d'une diffusion d'or sur l'activité recombinante des joints de grains dans le silicium

M. Pasquinelli

Laboratoire de Photoélectricité des Semi-Conducteurs, Faculté des Sciences et Techniques de Saint-Jérôme - Case 231, 13397 Marseille Cedex 13, France

(Reçu le 21 juin 1991, révisé le 16 septembre 1991, accepté le 3 octobre 1991)

Abstract
We have studied by Deep Level Transient Spectroscopie (DLTS) the energy levels introduced by gold diffusion in Polix multicrystalline P type silicon. Diffusion has been carried out at 900 °C for 6 h in argon flow after a gold layer was previously deposited by cathodic sputtering on one side of the sample. Al-Si diodes have been made on the other side of the samples, on the grains and on grain boundaries. The results show that gold atoms reach the other side of the sample (400 $\mu$ m). They are in substitutional sites and give the well-known donor level in P type silicon ( $E_{\rm v}+0.35$ eV). However on the diodes which cover the grain boundaries, an additional level located at 0.43 eV above the valence band is revealed. The enhanced diffusion of gold atoms through the grains could be explained by the kick-out mechanism. In the grain boundaries the additional level might result from the formation of gold-iron or gold-defect complexes.

Résumé
Nous avons étudié au moyen de la technique de spectroscopie capacitive (DLTS) les niveaux d'énergie introduits par l'or dans le silicium multicristallin de type P obtenu selon le procédé Polix. Les diffusions sont réalisées à 900 °C pendant 6 h dans un tube ouvert, parcouru par un flux d'argon, après qu'une couche d'or ait été déposée sur une face des échantillons. Les résultats obtenus à partir des mesures effectuées avec des diodes Al-Si réalisées sur l'autre face et dans les grains, montrent que l'or a traversé toute l'épaisseur de l'échantillon (400 $\mu$ m) et s'est placé en site substitutionnel caractérisé par le niveau donneur à $E_{\rm v}+$ 0,35 eV. Les analyses effectuées avec les diodes recouvrant les joints de grains font apparaître un niveau donneur supplémentaire situé à 0,43 eV de la bande de valence. La diffusin de l'or selon le mécanisme de "kick-out" permet d'interpréter les résultats obtenus dans les grains. En ce qui concerne le joint de grains, la formation de complexes Au-défaut cristallin ou bien Au-impuretés, telle que le fer, serait à l'origine du niveau situé à $E_{\rm v}+$ 0,43 eV .