Etude et réalisation de couches d'oxynitrure de silicium sur un substrat de silicium monocristallin ou multicristallin

Abstract

Dans la fabrication des cellules photovoltaïques au silicium, le dépôt d’une couche mince d’oxynitrure de silicium SiOxNy est une étape très importante. En effet ce matériau fait office de couche antireflet CAR qui permet de réduire considérablement les pertes optiques a couche mince de SiOxNy possède la particularité d’être transparentes dans la gamme de visible et leur indice de réfraction peut être varié de l'oxyde de silicium pur 1.47 au nitrure de silicium 2.3 en changeant la composition. De plus, sa composition chimique, sa lui confère des propriétés remarquables pour amélioration du rendement de conversion des cellules photovoltaïques dans le domaine du photovoltaïque l’oxynitrure de silicium est couramment élaboré par dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (PECVD). Dans notre travail de thèse,nous avons élaboré cette couche avec deux techniques après avoir élaboré les couches SiNx par PECVD et SiO2 par dip coating. Premièrement : oxydation thermique sec dans un four tubulaire BLF de la couche de nitrure de silicium avec l’oxygène O2 de l’atmosphère pendant 2h sans utilisation des gaz de réchauffements.Deuxièmes traitement de recuit à des systèmes SiO2 /SiNx /Si pour des températures suivantes 500°C ,700°C et 1000°C pendant 30 minutes.Notre étude comprend deux étapes principales, la première étape s’attache à apporter une contribution à la compréhension de cette couche élaborée. Pour cette raison, nous avons employé et exploité plusieurs techniques expérimentales de caractérisation afin de décrire l’évolution morphologique, caractéristiques chimiques, propriétés optiques et géométriques. La deuxième étape ; une simulation numérique a été effectuée en utilisant le logiciel film* star. Le programme de logiciel film*star fournit des résultats sous forme d’affichages graphiques R(λ) ou T=f(λ)…. montrant des valeurs physiques significatives tel que l’indice de réfraction l’épaisseur. De cette étude, on peut retenir que l'oxynitrure de silicium a été parfaitement réalisé avec des nouveaux procédés. La couche SiOxNy a été obtenue par une méthode indirecte. En effet après le dépôt de la couche de nitrure de silicium une oxydation de sa surface a été réalisée. Le recuit à haute température a permis d’obtenir des couches d’oxynitrure de silicium. Ce résultat a été validé par les analyses réalisées FTIR et la simulation à l’aide du logiciel utilisé