Etude par Microscopie Electronique et Mesures de Conductance Electrique In Situ de la Cristallisation de Couches a-Si Obtenues par Pyrolyse de Silane et Disilane par LPCVD dans des Conditions Ultra-Pures

Résumé
Des couches de silicium amorphe de haute pureté ont été réalisées dans un réacteur de type LPCVD (Low Pressure Chemical Vapour Deposition) dans des conditions ultra-pures à partir des gaz silane et disilane. L'évolution de la densité de germes par unité de surface est suivie à 580°C par microscopie électronique en cours de cristallisation en phase solide, ce qui permet d'en déduire la vitesse de germination à cette température. D'autre part, la variation de la taille des grains, sur les couches complètement cristallisées, est étudiée par microscopie électronique à transmission (MET) en fonction de la température de recuit. La fraction volumique cristallisée des films amorphes en cours de recuits isothermes est suivie par des mesures de conductance électrique in situ. Par combinaison de ces deux méthodes de caractérisation nous pouvons remonter avec précision aux paramètres thermodynamiques de la cristallisation concernant les deux types de dépôt.

Abstract
High purity amorphous silicon layers were deposited by low pressure chemical vapour deposition (LPCVD) from either silane or disilane gases. During the solid phase crystallisation of the amorphous layers at 580°C, the grain density was followed by electron microscopy and the nucleation rate at that temperature was extracted. Moreover, the variation of the grain size of the completly cristallised films as a function of annealing temperature was studied by transmission electron microscopy (TEM). The crystalline fraction was monitored by in situ electrical conductance measurements during isothermal annealings. Using these two caracterisation methods, we were able to precisely determine the thermodynamic cristallisation parameters for both types of film studied.