Nouvelles techniques de réalisation de photopiles au silicium

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Nouvelles techniques de réalisation de photopiles au

silicium

P. Siffert

To cite this version:

Nouvelles

_techniques

de

réalisation

de

_photopiles

au

silicium

P. Siffert

Centre de Recherches Nucléaires

Groupe de Physique et _Applications des Semiconducteurs _(PHASE) 67037 _{Strasbourg-Cedex,} France

(Reçu le _{12 juin} 1978, révisé le 31 octobre _{1978, accepté} le 31 octobre ₁₉₇₈₎

Résumé. 2014 Dans cet article on _passe en revue les différentes méthodes d’élaboration des cellules solaires terrestres

à base de silicium _(sans concentration _lumineuse). En _partant des méthodes actuelles d’élaboration du silicium

et des _jonctions, on _analyse les _{progrès possibles. Puis,} l’accent est mis sur les voies nouvelles _explorées actuelle-ment _{pour l’obtention de silicium} mono ou _{polycristallin} en couches minces. Puis, on s’intéresse aux différents

procédés, non _{conventionnels,} mis en oeuvre pour la réalisation de la barrière de

potentiel.

Abstract. - In this

article, the various methods used to _prepare terrestrial silicon solar cells are reviewed _(cells

without sun _{concentration).}

_Starting

from the _{currently available process} to manufacture both the material and the _junction, the

_{possible improvements}

are discussed. Then, the new _approaches to _{prepare either} mono or

polycristalline silicon sheets are considered in some detail.

_Finally,

non conventional methods to realize the junc-tion barrier are _{investigated.}

Classification

Physics Abstracts 76.60Jx -

75.20g

Introduction. -

Comparée

aux autres sources

d’énergie,

l’électricité

_produite

_{par des cellules}

photo-voltaïques

est actuellement

_trop

onéreuse _pour les

applications

terrestres à

_grande

échelle. De ce

_fait,

les cellules

solaires,

qui

sont, à de rares

_exceptions

près,

à base de

silicium,

sont limitées actuellement

aux

_{applications spatiales}

ou à des installations

terrestres en sites

_isolés,

_pour

_lesquelles

le coût ne

constitue _pas un élément

_prédominant

(balises

de

guidage

d’avions...)

mais où les sources convention-nelles

_d’énergie

font défaut

(télévision,

pompage

d’eau...).

L’énergie d’origine

solaire ne _{pourra donc}

devenir

_compétitive

_qu’au

_prix

d’une réduction très sensible des

coûts,

le seuil de rentabilité variant évi-demment avec le lieu et

_{l’emploi envisagé.}

Cet

_objectif

pourra être essentiellement atteint de deux

façons :

- soit

par

simple

accroissement du volume à

partir

de

_technologies

_existantes,

_par une évolution

bien connue des

_prix

des

dispositifs

semiconducteurs

(transistors, calculatrices...),

lorsque

les

_quantités

fabriquées

augmentent ;

- soit à

partir

de

_technologies

nouvelles d’élabora-tion des matériaux et des

_dispositifs.

On pense

généralement qu’une

optimalisation

des méthodes conventionnelles

_permettra

des réductions de coût notables

_jusque

vers 1983-85

_(Fig.

1),

suivie

de la

çommercialisation

de cellules

_préparées

suivant des

_procédés

nouveaux.

L’objectif

de cet

_exposé

est de _passer en revue les

principales filières

envisagées

à l’heure actuelle en

Fig. 1. - Estimation ERDA de l’évolution du prix du watt crête

d’électricité _{photovoltaïque [192]} en valeur 1975.

[Peak watt cost for photovoltaic electricity as estimated for the

future by ERDA [192] in 1975 _value.]

partant

de silicium. Nous nous limiterons aux

cel-lules

_opérant

sans concentration

lumineuse,

non parce que l’intérêt des autres est

_moindre,

mais _parce

que les

technologies

mises en oeuvre sont souvent

diffé-rentes et

_{plus complexes.}

De

_plus,

nous

négligerons

volontairement les

_problèmes

_{d’encapsulation}

_pour

lesquels

nous ne sommes _pas

_qualifiés,

mais

_qui

représentent

environ

_1/3

du

_prix

de revient du

dispo-sitif.

Dans une

_{première partie}

de cet

_exposé,

nous nous

intéresserons aux

_photopiles

actuelles à base de sili-cium monocristallin

massif,

puis

nous étudierons

quelques

évolutions

_possibles.

Dans une deuxième

partie,

nous

_analyserons

certaines méthodes

_proposées

récemment pour l’obtention du

matériau,

essentielle-ment en films mono- ou

_{polycristallins}

voire

_amorphe.

Dans une dernière

partie,

nous aborderons les méthodes nouvelles de réalisation de la barrière de

potentiel

nécessaire à une bonne collecte des

photo-porteurs.

1. Cellules actuelles à base de silicium

mono-cristallin. -

Les panneaux solaires

_proposés

_par les divers fabricants

_présentent

des différences

_d’aspect

notables

_quant

à leur taille ou à l’interconnexion des

cellules individuelles

_qui

les

_constituent,

mais ces

dernières sont très voisines

_(Fig.

_2).

En

effet,

elles

sont formées de

_jonctions

P-N obtenues _par diffusion

d’impuretés

dans le silicium monocristallin

_(découpé

préalablement

en

_tranches)

de

_type

P et de haute

pureté (qualité électronique).

Les diamètres des cellules

sont

_{généralement compris}

entre 50-100 mm et les

épaisseurs

de

_plaquettes

sont de

0,2-0,4

mm. Les

Fig. 2. - Exemple de cellule _{photovoltaïque} 0 100 mm _(RTC).

Contact _grid = grille de contact, _{+ contact} = _{contact ohmique.}

[Typical solar cell 100 mm in diameter (RTC).]

rendements de conversion sont voisins de 10-13

_%.

Comme on _pourra le constater sur les

_figures

3a et b les diverses

_étapes

de

_préparation

du silicium

mono-cristallin

_puis

des

_jonctions

diffusées sont

_identiques

à celles

_employées

traditionnellement _pour la

prépa-ration de diodes et transistors. Il n’est donc _pas

éton-nant _que le coût des cellules actuelles soit

élevé,

l’industrie

_n’ayant

fait

_{qu’appliquer}

des

_technologies

qu’elle

maîtrise bien par ailleurs. Examinons d’un

peu

plus près

ces diverses

_étapes.

Fig. 3a. -

Etapes essentielles dans l’élaboration de silicium

mono-cristallin à partir de la silice. Notez qu’en partant de 1 _kg de matière première on n’obtient _que 50 _g de plaquettes monocristallines. [Préparation procedure of single crystal silicon starting from _Si02,]

1.1 MATÉRIAU DE BASE : SILICIUM. - 1.1.1

Puri-fication.

- De nombreuses méthodes ont été

publiées

dans la littérature

_[1-5],

nous nous limiterons aux

étapes

essentielles. On sait

_depuis

le début du siècle

préparer

le silicium de

_{qualité métallurgique}

par

chauffage

au four

_électrique

d’un

mélange

de sable

(très

riche en

_silicium)

et de coke

_[6],

suivant les

Fig. 3b. -

Principales étapes dans la fabrication d’une photopile

au silicium _{[193]. Après} croissance du _monocristal, des plaquettes d’épaisseur 250-500 Il sont découpées, ces dernières sont rôdées puis diffusées et finalement recouvertes d’une _grille de collecte et d’un film anti-réfléchissant.

[Main _steps in the realization of a junction photocell by diffusion.]

Toutefois,

la

_pureté

_{(98 %)}

de ce matériau ne

_permet

pas son

_emploi

à la réalisation de cellules car la

concentration élevée

_{d’impuretés}

entraîne d’une

_part

une densité

_trop

forte de niveaux de recombinaison et de

_{piégeage électriquement}

actifs

_qui

vont retenir les

_porteurs

_{photogénérés,}

d’autre

_part

rend difficile

la

_{monocristallisation, puisque}

les

_impuretés

cons-tituent des sites de nucléation

_{préférentiels.}

Afin de

_purifier

ce

silicium

_{métallurgique}

on le

traite à l’acide

_{chlorhydrique anhydre}

vers 250°C pour former un

_composé

_gazeux,

_plus

facile à

_purifier,

le trichlorosilane

_{SiHCl3. Après}

distillation

fraction-née,

ce dernier est réduit _par

_{l’hydrogène}

vers 1 000 OC

pour former finalement le silicium de

qualité

électro-nique,

de

_pureté

8N. Les réactions

_chimiques

en

_jeu

sont

_complexes,

les

_{plus probables}

étant :

1.1. 2

_Tirage

du monocristal. - La

monocristallisa-tion est effectuée essentiellement _par les méthodes conventionnelles de zone

flottante

ou Czockralski. Dans cette

_dernière,

_par

_exemple,

le matériau est fondu

et

_dopé

_par du bore à des concentrations de

1016-10 l’ cm-3

_{(0,1-1 03A9.cm).}

Dans un

_gradient

de

tempé-rature

_convenable,

un _germe monocristallin

correc-tement orienté facilitera la nucléation sur ses faces

cristallographiques

d’atomes

_provenant

du bain.

Fina-lement,

un monocristal sera obtenu. A l’heure actuelle

des cristaux de diamètre 100 mm sont couramment

préparés

à des vitesses de 10-15

_cm/h,

leur

_longueur

peut

dépasser

le mètre. Des

_systèmes

d’asservissement

jouant

sur le

_{gradient thermique}

_permettront

la croissance de

_lingots

_quasi

_cylindriques

à diamètre

constant.

1.1.3

_Découpe

en tranches. - La tête

et la _queue des

_lingots

constituent des zones

_perturbées

qu’il

faut éliminer sur des

_{longueurs égales}

à _peu

_près

au

diamètre du cristal. La

_découpe

en

_plaquettes

d’épais-seur

_{300-500 03BC}

s’effectue ensuite à l’aide d’une scie munie d’une lame diamantée

_ayant

une voie de

300-400 _).1, tournant à

_grande

vitesse avec un avancement

de l’ordre de 10

_cm/min.

La moitié au moins du

mono-cristal est donc

_{perdue !}

Les défauts de structure introduits en surface lors

de la

_découpe

sont éliminés _par

_{rôdage mécanique}

suivi d’un

_{décapage chimique,}

_{l’épaisseur}

enlevée étant de l’ordre de 25 , _03BC.

1.2 RÉALISATION DE LA ÇELLULE. - La barrière

de

_potentiel

nécessaire à la collecte des _porteurs

photo-générés

est obtenue dans tous les

_dispositifs

commer-ciaux _par diffusion

_{thermique d’impuretés}

de

_{type N,}

le

_plus

souvent de

_phosphore.

_{Généralement,}

un gaz

comportant

l’impureté

circule dans un tube de

quartz

porté

à haute

_{température (800-1}

100

_°C),

où sont

_placées

les

_plaquettes

de silicium

préalable-ment

_décapées.

La diffusion obéit aux lois de Fick

et

_produit

une

_jonction

N+-P

localisée à

_{0,2-1 p}

de la

_surface,

la concentration

_{superficielle}

de

_dopants

(~

102°

_cm-3)

étant limitée par la solubilité à la

température

de

_diffusion,

conduit à une résistance

superficielle

de l’ordre de 30-100

03A9/~.

Cette

_étape

_jouera

un rôle déterminant sur les

de diffusion faible

(d’où

la nécessité de fours à

tem-pérature

très

_uniforme)

conduit à une fenêtre d’entrée

réduite,

donc à une meilleure

_réponse

en U.V. et un

accroissement du rendement de

conversion,

par

contre, elle entraîne une résistance

_{superficielle plus}

importante

donc une

_perte

de

_puissance,

_qui

_peut,

toutefois,

être

_{partiellement compensée}

_par un

_peigne

plus

fin. De

_plus,

il convient de noter _que la diffusion

thermique

entraîne par ailleurs :

- une

_dégradation

certaine des

_longueurs

de

diffu-sion _par suite du choc

_{thermique ;}

- le

recours à de nombreux traitements

_chimiques

de

_{décapage :}

comme la diffusion

_s’opère

sur toutes

les faces des

_plaquettes

il est nécessaire de

_décaper

toutes les surfaces

_exceptée

celle servant à former la

jonction.

Pour ce

faire,

il faudra _masquer cette

_face,

dissoudre une

_partie

des autres

_surfaces,

enlever le

masque et

_nettoyer

l’ensemble. Sur la face

_arrière,

il est ensuite nécessaire de réaliser un contact

_ohmique

soit _par diffusion

_thermique

d’une

_impureté

_P,

ou par

dépôt

d’une couche

métallique

éventuellement

suivi d’un

_{cycle thermique}

_pour former un

alliage.

Fig. 4. - Caractéristique courant-tension _sous éclairement I

(100

mW/cm2)

d’une _photopile au silicium ₀ 100 mm _[9].

[Typical 1 V characteristic under AM illumination for a 100 mm in

diameter silicon diffused cell _p].]

Pour que la collecte des _porteurs

_puisse

se faire

efficacement il faudra

_disposer

des

_{grilles métalliques}

sur la

_jonction

en _ayant soin de minimiser leur aire

totale,

tout en assurant une bonne évacuation des

photoporteurs.

Finalement,

il est nécessaire de recouvrir la face

avant de la cellule d’une couche

_{anti-reflets,}

car

l’indice de réfraction élevé du silicium

_{(~ 3,5)}

entraîne une réflexion de 35

%

environ de la lumière solaire.

Une meilleure

_absorption

sera obtenue par

_dépôt

d’un

_composé

à indice faible

_Si02

et surtout

_Ti02

d’épaisseur

voisine de 500

Á.

Cette

_technologie

conduit à des cellules _ayant une

courbe I V sous éclairement voisine de celle de la

figure

4

_[9].

1.3 EVOLUTION POSSIBLE DE CETTE FILIÈRE.

-1.3.1 Diminution des coûts de la

_{matière première.}

-L’élaboration du

matériau,

la réalisation de la

jonc-tion,

l’encapsulation

contribuent à

_{parties égales}

au

prix

d’une cellule. Une réduction des coûts passera

donc _par des améliorations

_importantes

dans ces

trois

_étapes.

- Croissance des monocristaux. - Pour

une vitesse de

_tirage

donnée,

la

_production

croîtra

_rapidement

avec le diamètre des

_lingots.

Il en résultera une dimi-nution de

_coût,

comme on a _pu le constater dans le

passé

non seulement au

_tirage

mais encore au

traite-ment des

_plaquettes.

Cette tendance se

_poursuivra

et

_après

les

_lingots

de

₀

25-50 mm, des diamètres de

plus

de 10 cm sont

_envisagés.

Il convient de noter _que

cela entraînera des

_{problèmes technologiques}

nou-veaux liés au

_poids

élevé de ces monocristaux

(plu-sieurs dizaines de

_kg)

et à la difficulté de maintenir les

_gradients

_thermiques

convenables. Pour éviter de maintenir une

_grande

masse de silicium en

_fusion,

celui-ci devrait être introduit

_{progressivement}

en

cours de

_tirage,

ce

_{qui risque}

_{de provoquer}

_quelques

perturbations.

De

_plus,

_pour éviter les _pertes en tête

et _queue des

_{lingots (égales}

au diamètre du

cristal)

il faudra modifier les méthodes de

_tirage

_[9]

_(Fig.

_5).

On

_peut

_{penser que} des installations de

_conception

nouvelle seront nécessaires.

Fig. 5. - Cône de début de croissance d’un

lingot de silicium

mono-cristallin obtenu par la procédure classique (à gauche) et la méthode du cône plat [193].

- Croissance à

partir

de silicium moins

purifié.

-Jusqu’ici

on a

_employé

_pour la croissance des cristaux

destinés aux cellules solaires

_uniquement

du silicium

très

_{purifié, identique}

à celui utilisé dans l’industrie

électronique.

On

_peut

se demander si un matériau

moins _pur ne

_pourrait

_pas convenir. Des essais dans

ce sens sont actuellement en cours dans

_plusieurs

laboratoires

_{P-l 8]}

et il semble

qu’un

silicium de

_qualité

solaire

_pouvant

contenir

_jusqu’à

1016-1017

impure-tés/cm3

puisse

conduire à des cellules de rendement

10

_%,

seuil de rentabilité _pour toute cellule. Des

estimations

_{plus précises}

de taux

_acceptables

_pour

quelques impuretés

sont

_reportées

sur la

_figure

6. Ces

_{impuretés chimiques}

interviennent de deux

ma-nières :

- d’une

part

elles introduisent des centres de

piégeage

et de

_{recombinaison,}

ce

_qui

conduit à une

dégradation

des

_longueurs

de diffusion des

por-Fig. 6. -

Estimation des concentrations d’impuretés acceptables dans le silicium de résistivité 0,5 03A9.cm _dopé au bore (haut) ou au

phosphore (bas) pour atteindre des rendements de conversion de 10 % [10].

[Estimate of the _permissible concentration of _secondary

_{impurities .}

in 0.5 n. cm boron _{doped silicon,} which will still permit a 10 %

efficiency cell to be fabricated _[10].]

-

REVUE DE PHYSIQUE APPLIQUÉE. - _{T. 14,} N° 1, JANVIER 1979

teurs,

qui

affectera directement le rendement de conversion

_(Fig.

_7);

Fig. 7. - Rendement

théorique de conversion sous éclairement AM 1

en fonction de la _longueur de diffusion des porteurs minoritaires

pour une structure _N+/P d’épaisseur 250 14 de profondeur de

jonction 0,2 Il et de concentration _{d’accepteurs Na=1016} cm-3 [193].

[Calculated conversion _efficiency as a function of minority carrier diffusion _length under AMI illumination for a _N+/P cell _having a

total thickness of 250 14 a _{junction depth} of _{0.2 03BC} and an _acceptor

carrier concentration _{of Na} = 1016 cm-3

[193].]

- d’autre

part,

elles

_jouent

le rôle de

centres

de nucléation lors de la

_{cristallogenèse}

du

silicium,

ce

qui

entraînera la croissance de

_{polycristaux.}

-

Découpe.

- Nous avons

pu constater

_plus

haut

que dans les

technologies

actuelles la moitié du

mono-cristal était

_perdue

en cours

_d’usinage.

Il est

évidem-ment souhaitable d’améliorer cette situation. Une

première possibilité

est de réduire

_{l’épaisseur}

des lames de

scie,

mais cela _pose de sérieux

_problèmes,

nécessitant

_également

la mise au

_point

de nouvelles

méthodes de

_sciage.

Par

_ailleurs,

on

_peut

réduire

l’épaisseur

des

_plaquettes,

dont l’effet est notable

sur les coûts

_[9].

En

_plus

des

_problèmes

liés à la

_fragilité

des

pla-quettes

minces,

il est nécessaire de connaître l’effet d’une réduction

d’épaisseur

sur le rendement de

conversion. Des simulations à l’ordinateur

_[15]

ont

permis

de montrer

_(Fig.

₈₎

l’influence de

_{l’épaisseur}

sur le rendement tant _pour les

_jonctions

N+-P

_simples

que pour les diodes

N+-P-P+

munies

également

d’une

_jonction

à la face arrière

_{(back surface field).}

Cette dernière

_produit

une barrière de

potentiel

renvoyant les

porteurs

photogénérés

vers la zone de

charge d’espace

et les

_empêchant

ainsi de se

recom-biner

_[16].

Récemment,

on

_[17]

a obtenu des cellules

d’épais-seur

_{50 Il}

_ayant un rendement de

_{14 %}

_{(AMI) ;}

tou-tefois ces cellules étaient

_préparées

_par

dissolution

Fig. 8. - Rendement

théorique de conversion en fonction de l’épaisseur de la _{photopile pour} une structure N+/P et N+/P/P+,

de _profondeur de diffusion 0,2 yy de longueur de diffusion 108 J.1,

sous éclairement AMI 1 pour une concentration _{d’accepteurs}

Na = 1016 cm- 3 [193].

[Calculated

conversion efficiency as a function of total cell thickness for both _N+/P and _{N+/P/P+ (back} surface _field) structures. The following conditions have seen assumed : diffusion depth 0.2 _{y ;} diffusion _length of _minority carriers 108 J.1, acceptor concentration in the base material _Na = 1016 CM-3 , AMI illumination [193].]

NaOH chaud.

_(AMI

_signifie

Air Mass 1 c’est-à-dire

correspond

au

_spectre

solaire au niveau de la

mer.)

1.3.2 Accroissement du rendement de conversion.

-

Amélioration du rendement

spectral

en U. V.

-Le

_spectre

solaire

_présente

une densité relativement

élevée de

_photons

U.V. Or ces

_photons

sont fortement absorbés dans le silicium très

dopé

formant la barrière de

_potentiel

et n’ont de ce fait _que très _peu de chance de

_dépasser

cette zone N+. Il faut donc réduire la

profondeur

de

_{jonction ;}

celle-ci a

_passé

progressive-ment de 1

_{Il à}

_0,4-0,5

_puis

récemment à

_{0,1 03BC pour}

les cellules dites violettes

_[18-19].

_{Notons que} cette

techno-logie

entraîne

_{quelques problèmes}

au niveau de la

résistance

_{superficielle qui}

est

_notablement

accrue.

Remarquons

que le rendement U.V.

pourrait

éga-lement être

_augmenté

en incluant dans la fenêtre

d’entrée

_{d’encapsulation}

de la cellule un décaleur de

longueur

d’ondes absorbant les

_rayonnements

U.V.

et libérant des

_photons

dans le visible. Mais le

rende-ment

_pourra-t-il

être assez élevé ?

- Amélioration de la collecte des

porteurs.

-Dans une cellule normale la

plus grande partie

des

porteurs

photogénérés

aura à diffuser vers la zone de

charge d’espace

avant de

_{pouvoir participer}

au

courant. En

_préparant

les

_jonctions

perpendiculaire-ment à la surface la zone désertée

pénétrera

profondé-ment dans le silicium réduisant la distance de diffusion

des

_porteurs

avant leur collecte.

_Quelques

structures

de ce

_type

ont été réalisées

_[20-24]

en creusant des

petits

fossés à la surface du silicium par

attaque

chi-mique

et en effectuant une diffusion

thermique

d’impu-retés limitées à ces fossés. Des rendements de

conver-sion voisins de 15

_{% (AMI)}

ont été atteints.

-

Réduction de la

réflexion.

- Un accroissement

du nombre de

_photons

absorbés

peut

être atteint

par

l’emploi

d’une structure

_{superficielle}

texturisée

_j25]

présentant

une

absorption

totale pour la

quasi-totalité

des

_photons

incidents,

d’où leur nom de cellules noires

_{(black cells).}

Cette surface est obtenue par

attaque

chimique

préférentielle

de cristaux

conve-nablement orientés.

- Amélioration de la tension en circuit ouvert.

-Les tensions en circuit ouvert des cellules se sont

progressivement

améliorées,

passant de 500 à 600

mV,

par accroissement des

dopages

du matériau de base

et de la zone

_{superficielle.}

Des valeurs de 650 mV

sont

_(Fig.

₉₎

_{théoriquement possibles}

_pour des concentrations

_{d’impuretés}

du matériau de base P

de 1017

cm- 3

et un contrôle de la vitesse de recombi-naison en surface.

_Toutefois,

une

partie

du

gain

escompté

peut être

_perdue

_par suite de la réduction à la fois des

_longueurs

de diffusion et de la

_largeur

de bande interdite

_{(forts dopages).}

Fig. 9. - Tension

en circuit ouvert de la _photopile en fonction de la concentration en _impuretés de la couche P de base : a) théorie simplifiée, b) d’après [194], c) d’après [195].

[Open circuit voltage as a function of _doping level of the _P-type base material _{by assuming} a _{simplified theory} a) and two more realistic conditions described in ref. [194] for curve _b) and _[195] for curve _c).]

On _pense

_{généralement}

_que la combinaison de

plusieurs

de ces méthodes _permettra un

_gain

de conversion de 3 à 4

_%,

_qui

_passerait

de 12-13 à 16-17

_%.

Il convient de noter

_qu’il

est

_possible

dès à

présent

de

_préparer

au laboratoire des cellules _ayant ce

_rendement,

mais ces

_technologies

seront-elles

écono-miquement

industrialisables ?

La filière monocristalline est donc loin d’être

épuisée.

Il est

_probable

_{que dans les}

_cinq

années à venir elle constituera

toujours

la voie industrielle

prédominante.

Dès à

_présent,

le

_prix

du Watt crête

2. Nouvelles méthodes de

_préparation

de silicium monocristallin en couches minces. - Bien avant le

développement

des cellules solaires terrestres on avait

tenté de

_préparer

directement des monocristaux de

germanium

et de silicium en couches minces à

_partir

d’un bain

_fondu,

afin de

_{supprimer l’usinage}

des matériaux. Dans le

_{problème qui}

nous intéresse

_ici,

il faudra se souvenir _que seule la surface horaire des

plaquettes produite

et son coût seront

_{d’importance.}

Une étude

_{comparative [28]}

massif-couches

_minces,

montre

_qu’il

faut tirer

_plusieurs

rubans à la fois à des vitesses élevées _pour atteindre des surfaces horaires

équivalentes

à celles des monocristaux massifs

décou-pés

en tranches

(Fig.

10).

On a

_proposé

dans la

litté-rature de nombreuses méthodes de

_préparation

de ces

films,

nous nous limiterons à

_{quelques approches}

récentes.

Fig. 10. - Taux de

production de surfaces unitaires de matériaux à partir de monocristaux massifs _découpés en tranches _{d’épaisseur} 500 J.1ou de rubans [27].

[Unit area _production rate as a function of _{single crystal} diameter after slicing in 500 J.1 wafers or _by direct sheet growth [27].]

2.1 CROISSANCE D’UN FILM PAR LA MÉTHODE DE

CZOCHRALSKI EN PRÉSENCE D’UN CONTOUR

_(edge

defined film

growth, E.F.G.) proposé

par

Mobil-Tyco

[28-35].

- Dans

son

_principe,

cette méthode

est

_simple

et

_{économique :}

on

_plonge

deux

_plaques

rectangulaires séparées

de

_quelques

centaines de microns dans un bain de silicium fondu

(Fig. 11).

Par

capillarité

le silicium pourra monter entre les deux

plaques jusqu’à

leur limite

_supérieure

où il sera mis

en contact d’un _germe monocristallin. Si ce dernier

est animé d’un mouvement de

_déplacement

vertical

il va entraîner le silicium

qui

va se solidifier en un

ruban

_ayant

la forme donnée _par le contour. Celui-ci

pourra être enroulé sur une

_grande

bobine ou

_découpé

directement.

On

_comprendra

aisément _que le

_capillaire,

_porté

à

_plus

de 1 400

OC,

constitue le

_point

crucial dans cette

_{technologie (Fig. 12).}

Le

_graphite

semble

Fig. 11. - Tirage d’un ruban de silicium à partir d’un film délimité

par un contour EFG (28-35) (TYCO).

[Edge defined silicon ribbon growth (EFG) [28-35].]

conduire actuellement aux meilleurs résultats. La

méthode a été

_optimalisée

sur des installations tirant

un seul ruban de

_largeur

25 mm,

_{d’épaisseur 250 Jl}

à

une vitesse de 25

mm/min.

La vitesse maximale de

tirage dépend

essentiellement de

_{l’épaisseur}

du ruban.

Des

_progrès

très

_importants

ont été faits récemment

puisque

des films de

7,5

cm de

_largeur

ont été

_préparés

en continu à une vitesse de

7,5

cm/min.

Pour évacuer la chaleur de fusion

_{importante qui}

se

_dégage,

tout

en maintenant le

_{gradient thermique}

voulu il est

nécessaire d’avoir un refroidissement _par eau et

gaz inerte convenablement étudié. En

effet,

à l’interface

liquide

solide on _passe très

_rapidement

de

_plus

de

1400 °C à 1 200 °C. Pour atténuer les tensions internes résultant de ce choc

_thermique

un four de recuit

à 1 100 °C est inclus dans l’enceinte. Le coeur de ces

ROLE DU CONTOUR

Fig. 12. - Rôle du contour dans la croissance EFG.

appareils

est formé d’un module

_compact

_{(Fig. 13)}

plongeant

dans le

_bain,

facilement

_{interchangeable.}

La

_{juxtaposition}

de

_plusieurs

modules

_permet

de tirer

_plusieurs

films à la fois dans une même installa-tion. Une association de 5 modules tirant des rubans de

_grande

_largeur

vient d’être réalisée.

L’approvi-sionnement en matière

_première

se fait en continu

à

_partir

d’un

_cyclindre

de silicium

_poussé

progressi-vement dans le bain de

_façon

à maintenir constant

le niveau du

_liquide.

Fig. 13. - Schéma de

principe d’une installation de _tirage de sili-cium en ruban devant faire _partie d’une machine tirant _plusieurs rubans simultanément.

[Schematic of an EFG ribbon growth unit entering in a _multiple

sheet _{growth apparatus.]}

Le

_rapport

surface sur volume

_élevé,

les

_gradients

thermiques importants,

le contact du matériau avec

les

_parois

du

_capillaire

ont

_posé

de nombreux pro-blèmes de cristallinité et de _{contamination}

super-ficielle. En

_effet,

les

_longueurs

de diffusion des

_porteurs

dans les

_premiers

cristaux variaient très notablement d’un

_point

à l’autre d’un même

cristal,

ce

_qui

se

tra-duisait _par des écarts

importants

de

_performances

des cellules. Il semble _que ce

_point

ait été très

notable-ment amélioré récemment

_puisque

des cellules de rendement

_supérieur

à 10

_%

_peuvent

être

_préparées

avec un taux de réussite

_important.

Une estimation de coûts suivant différents scénari vient d’être effectuée : en 1978 une installation tirant 5 rubans de

_largeur

50 mm à une vitesse de

50

_{mm/min. pendant}

52

_cycles

annuels de durée 116 heures

_produirait

environ 2 000

_m2/an

de

pla-quettes de base _pour cellules solaires au

_prix

de

800

_F/m2.

Vers 1985 ce

_prix

tombera à moins de 100

F/m2

en

_supposant

_qu’un

seul

_opérateur

fera

fonctionner deux installations à 5 modules

chacune,

tirant des rubans de

_7,5

cm de

_largeur

à raison de

7,5

cm/min.,

pour un _temps actif de 67

%

et un

ren-dement de conversion du

_polycristal

_(50-100

_F/kg)

en ruban de 75

_%.

Notons que ce

_prix

est inférieur au

plafond

fixé _par l’administration ERDA américaine

pour 1985 !

Cette

_approche

semble donc ouvrir des

_perspectives

très

_{prometteuses;}

d’autres laboratoires

_importants,

tel IBM se consacrent

_également

à cette filière.

Une variante de cette méthode a été

_proposée

récemment en France _par

Ugine-Kuhlmann

ainsi que par RCA aux Etats-Unis. Son

_{principe (Fig.}

₁₄₎

est

_proche

de celui

_proposé

_par

_{Stepanov :}

le silicium

est fondu dans un creuset en

graphite

muni à sa

_partie

inférieure d’une ouverture

_capillaire

de forme

conve-nable. Si on

_place

un _germe à l’extrémité inférieure

de la

_goutte

et _que l’on établit à ce niveau un

_gradient

de

_{température convenable,}

on

_peut

tirer un cristal

vers le

bas,

à condition d’alimenter le

_capillaire

en

silicium

_liquide

_(36).

Fig. 14. -

Principe du tirage de silicium _par la goutte pendante

(Ugine-Kuhlmann).

2.2 CRISTALLISATION D’UN RUBAN A PARTIR D’UN FILM _{POLYCRISTALLIN}

_(«

_{ribbon to ribbon}

_{growth »).}

-Au lieu de tirer directement des films monocristallins à

_partir

d’un bain fondu comme

_ci-dessus,

Moto-rola

₍₃₇₎

a

_proposé

de former d’abord des rubans

polycristallins

par un

_procédé

EFG

_{simplifié, puis}

de fondre une mince zone de ce ruban au _moyen d’un faisceau laser de

_{puissance balayant}

les deux faces

(Fig.

15)

pour

produire

la cristallisation.

Ceci constitue une

_première

_application

des faisceaux laser dans la

_technologie

des

semiconduc-Fig. 15. - Recristallisation de silicium

en ruban par faisceau laser,

principe et réalisation _{p7] (MOTOROLA).}

[Ribbon to ribbon process for growing single crystals from poly-cristalline feedstock. Exploded view of the _apparatus.]

teurs, nous verrons _par la suite _que d’autres

possi-bilités existent.

Des rubans de 25 mm de

_large

ont ainsi été obtenus à une vitesse de 50

_mm/min.

Les rendements des

premières

cellules

_approchent

8

_%.

Des

_problèmes

de monocristallisation restent à résoudre avant de

pouvoir

atteindre les

_objectifs

fixés : rubans de

7,5

cm de

_large,

tirés à 15

cm/min.,

cellules de

rende-ment 10

_%.

2.3 CROISSANCE DENDRITIQUE. -

Westinghouse

avait

_proposé

dès 1959 une méthode de croissance

dendritique

de

_germanium

et de silicium.

_Toutefois,

des

_problèmes

de monocristallisation et de fortes densités de dislocations n’avaient pu être résolus

à cette

_époque

de sorte _que la

_{qualité requise}

de matériau

_applicable

directement aux

_dispositifs

semi-conducteurs ne fut _pas atteinte.

Une

_approche

nouvelle du

problème

a

_permis

d’accomplir

des

_progrès

notables. Deux dendrites

sont

_disposés

verticalement et

_{parallèlement,}

dis-tantes l’une de l’autre de 2-3 cm, l’ensemble servant

de _germe de croissance. A l’interface

_{liquide-solide}

un film continu de silicium se forme maintenu _par

les deux dendrites. Des rendements de conversion intéressants ont été atteints

_{(Voc = 0,55,}

J= 35

_mAjcm2,

FF =

0,75).

Une

_production

en continu est

_possible

au _moyen d’un

_appareillage

schématisé sur la

figure

16

_[38-42].

Fig. 16. -

Représentations schématiques du _tirage de silicium web _{[42] (Westinghouse).}

[Schematic section of dendritic web _growth.]

2.4 CROISSANCE ÉPITAXIALE EN PHASE SOLIDE

(« SPE »).

- On avait observé

il y a

_quelques

années

_{[43-48] qu’il}

était

_possible

de faire

_migrer

sélectivement,

dans une structure métal-semi-conducteur

chauffée,

soit le métal vers le

semiconduc-teur soit le

_contraire,

suivant la nature du métal.

Ce

_déplacement

se fait bien en dessous des

tempé-ratures de formation

_{d’alliages.}

Plus

_récemment,

des réactions en

phase

solide

[49-54]

ont été

_employées

_{pour faire croître} des couches

_épitaxiales

de silicium et de

_germanium

sur

par

migration

à travers cette couche

_métallique

dont la nature est convenablement choisie. L’aluminium

et le

_palladium

ont été les

_{plus employés}

à ce

jour

pour former

respectivement

des films monocristallins de silicium ou des siliciures

_[55].

La force de

_déplacement

dans ce

_procédé

résulte

de

_l’énergie

libre

_plus

élevée dans le semiconducteur

amorphe

que dans le cristal. La

présence

d’oxygène

semble réduire considérablement la

_possibilité

de

migration,

de

_plus

des

_reliquats

d’aluminium subsistent

_après

la recristallisation

_épitaxiale.

Il est

donc

_trop

tôt _pour connaître les

_{possibilités}

réelles de cette méthode.

3. Silicium

_{polycristallin.}

- 3 .1 GÉNÉRALITÉS.

-Le terme

_{polycristallin}

est assez mal

_adapté

au

matériau non cristallin pour cellules

_solaires,

car

il

_désigne

un amas de cristaux dont les dimensions

et les orientations sont très

variables,

séparés

par des zones

_perturbées,

les

joints de

grains

[56-57].

En

effet,

parmi

ces cristaux orientés au

_hasard,

seuls ceux

_placés

directement sous le contact redresseur

et

_exposés

au flux solaire

_participent

à la collecte

des

_porteurs,

les autres sont isolés _par la barrière de

potentiel

apparaissant

aux

_joints

de

_grains

_(Fig.

_17).

Si _{par contre,} tous les cristaux sont

_disposés

perpen-diculairement à la surface de la barrière de

_potentiel

et si leurs dimensions individuelles sont suffisantes

pour s’étendre

jusqu’au

contact

_ohmique,

on

_peut

considérer l’ensemble comme une

_{juxtaposition}

de

cellules cristallines avec certains effets de

bords,

de

sorte _que le rendement de conversion _pourra être

Fig. 17a. -

Diagramme de bandes au _voisinage d’un _joint entre deux grains. X représente la _largeur de la zone de charge d’espace [196]. [Energy band _diagram of a _{region surrounding} a _{grain boundary} in

dark and under illumination.]

Fig. 17b. - Différentes structures de silicium

polycristallin massif

ou en couches minces _[81].

[Various structures of _{polycristalline} cells. Only the crystals extend-ing from the front to the back contact contribute to the _charge collection.]

proche

de celui d’un monocristal. Cette structure de

grains

est recherchée _par les divers groupes

qui

étudient les matériaux

_{polycristallins}

_pour

_piles

solaires. On

_désignera

ce _type de silicium de non

cristallin ou semicristallin

_plutôt

_que de

polycris-tallin.

Plusieurs auteurs

_[56-59]

ont calculé les

perfor-mances de telles cellules en tenant

_compte

à la fois

Fig. 18a. -

Longueur de diffusion effective des porteurs mino-ritaires en fonction des dimensions des _{polycristaux pour} différentes

valeurs des longueurs de diffusion à l’intérieur de ces

polycris-taux [81].

[Effective minority carrier diffusion _length as a function of poly-cristalline grain size for various values of bulk diffusion length [81].]

Fig. 18b. - Courant de court-circuit

sous éclairement AMI 1 en

fonction des dimensions des polycristaux avec _(BSF) ou _{(03A9) champ}

arrière (back surface field) [81].

[Short circuit current density versus _grain size calculated for a _{0.3 03BC}

Fig. 18c. - Rendement de conversion

photovoltaïque sous

éclai-rement AMI en fonction des dimensions des _{polycristaux 181].} [Conversion efficiency calculated under the same conditions as

above as a function of _{grain size.]}

des effets de volume de

_chaque

cristal individuel et des effets de bord de ce matériau fibreux. On a ainsi

introduit la

_longueur

de diffusion effective des

por-teurs dont la valeur

_dépend

des

_propriétés

de

_chaque

cristal et de ses dimensions

_(Fig.

_{18). Lorsque}

ces

dernières sont

_supérieures

aux

_longueurs

de

diffusion

effectives des _porteurs, on atteindra une collecte

proche

de celle existant dans le monocristal de même

qualité,

de sorte _que les rendements de conversion

ne seront _pas notablement différents.

Le tableau

_(Fig.

₁₉₎

résume les différentes

_étapes

dans l’élaboration des substrats

_{polycristallins.}

En

fait,

de nombreuses

_approches

sont

_possibles,

nous

les avons

_regroupées

ci-dessous en trois groupes :

ELABORATION DU SILECIUM POLYCRISTALLIN

Fig. 19. -

Principales étapes dans l’élaboration du silicium poly-cristallin.

[Processes for the _production of solar grade polycristalline silicon

sheets.]

3.1.1

_Polycristaux

Czochralski

_{massifs [60-61].}

-Nous avons vu

_plus

haut

_qu’il

_peut

être

_avantageux

de tirer des

_polycristaux

de silicium si le matériau de

_départ

contient de fortes concentrations

d’impu-retés. En

_partant

de _germes

_{polycristallins}

des

_grains

de surfaces 1

MMI

à 1

_{cm2 peuvent}

être obtenus et

des rendements de conversion de l’ordre de

_{9 %}

ont été

_publiés

_[61].

En

fait,

l’ensemble des

_problèmes

sont très voisins de ceux rencontrés

_{précédemment}

pour les monocristaux

(sciage...).

3.1.2 Films minces sur substrat. - Pour

n’em-ployer

que la

quantité

de silicium nécessaire à

l’absorption

notable

_(50-100

_p)

du _spectre solaire

et _pour

_supprimer

les traitements

_d’usinage

il est

intéressant de

_déposer

ces films directement sur des

substrats bon marché. De nombreuses méthodes sont

étudiées,

elles

_peuvent

être classées en trois

caté-gories :

- Dépôt en

phase

vapeur de silicium par

évapo-ration

_thermique

ou _par réaction

_chimique

en

_phase

vapeur

(CVD) ; quelques techniques expérimentales

et les résultats obtenus sont

_reportés

sur le tableau

de la

_figure

20.

- Dépôt

par un solvant : il est

_possible

de

_déposer

des couches de silicium _par

_épitaxie

en

_{phase liquide}

vers 500 °C

_[71-72].

Divers solvants ont été

_employés,

notamment un

_alliage

étain

_{(80 %)-plomb (20 %)}

et

_{gallium-aluminium.}

_Toutefois,

les rendements de conversion de cellules

_préparées

sur des substrats

de silicium ou d’aluminium sont encore faibles.

- Dépôt

dans un bain de silicium

fondu.

- La

première

cellule de ce _type fut certainement celle

réalisée au LEP en 1960 _par

simple

chauffage

dans une

nacelle en

_graphite

de

_poudre

de silicium recouverte

d’une couche de

_pyrocarbone.

La couche

poly-cristalline

_{d’épaisseur}

1 mm était ensuite soumise à une diffusion de

_phosphore

_{pour réaliser la}

_jonction,

le rendement de conversion

_pouvait

atteindre 6

_{% [73].}

Les mêmes auteurs ont

_imaginé

récemment

_[74-77]

une méthode de

_dépôt

de silicium

polycristallin

sur un ruban de carbone défilant dans la zone

fondue,

dont le

_principe

est

_représenté

sur la

_figure

21 : un

lingot

de silicium

_{polycristallin}

de section carrée est

fondu à sa

_{partie supérieure}

à l’aide d’un enroulement

H. F. Un substrat en forme de ruban est

_disposé

en

_regard

de chacune des deux faces

_opposées

du

lingot.

La zone fondue de silicium est mise en contact

avec les rubans et les

_{mouille ;}

ceux-ci sont alors tirés

vers le haut entraînant un film

_{liquide qui}

cristallise à travers un

_{gradient thermique}

convenable. Les

grains

sont orientés dans la direction de

croissance,

ils

_présentent

une

_largeur

de 100-300 J.l. Des

homo-,

hétéro-jonctions

ainsi _que des structures M-I-S ont

permis

d’atteindre des rendements de conversion de

_plus

de 6

_{% ;}

les

_longueurs

de diffusion s’accroissent

sous fort éclairement par suite de la saturation de

l’opti-DEPOT DE SILICIUM SUR SUBSTRAT (PAR PHASE VAPEUR)

Fig. 20. -

Principaux résultats obtenus pour des cellules solaires préparées à partir de silicium déposé en _{phase vapeur} sur divers substrats.

Fig. 21. - Schéma de

principe du dépôt de silicium _{polycristallin}

sur bande de _{graphite par léchage [75].}

[Conceptual design of the ribbon _{against drop puiling} process. Detail of the _solid-liquid interface on the graphite sheet _[75].]

malisation des

_épaisseurs

de films et les vitesses de

tirage

(le

carbure de silicium

_peut

être

_formé).

Le LEP

_[6]

ainsi _que

_Honeywell

_[79]

ont

_proposé

de

_déposer

le silicium _par

_simple

_trempage

de

_graphite,

ou d’une

_céramique

dans un bain fondu. Aucun

résultat de cellule

_préparée

sur ces substrats n’est

disponible

actuellement

_(Figs.

22a et

_b).

[Main results obtained on cells _prepared on _{vapour deposited} silicon sheets on various substrates.]

Fig. 22a. - Schéma de

principe du _dépôt de silicium polycristallin

sur bande de _graphite par trempage [6].

[Silicon deposition on _{graphite procedure by diping} in molten silicon _[6].]

3.1.3

_Moulage

de silicium. - Wacker

a

_développé

un

procédé

de fabrication de blocs

plats

de silicium

polycristallin

de structure

_fibreuse,

_qui

consiste à

verser le silicium fondu dans un moule en

_graphite

présentant

deux

_grandes

faces

_planes

et

_parallèles,

Fig. 22b. - Schéma de principe du dépôt de silicium polycristallin

sur _{céramique par trempage} (Honeywell).

[Silicon deposition on ceramic covered _by a carbon film _by dip-ing [79].]

La solidification se fait en

_grains

de dimensions

₁₀₀

à

_plusieurs

millimètres orientés dans le sens du

_gradient

thermique.

Après

refroidissement

_lent,

les

_plaques

sont

démoulées et

_découpées

en tranches

_[80].

Plus

récem-ment, des

_plaquettes

ont directement été

_préparées.

Les

_premières

cellules réalisées à

_partir

de ce _type

de matériau

_[81-82]

ont

_permis

de montrer _que les

joints

de

_grains

ne

_jouaient

_qu’un

rôle secondaire

et _que des taux

_{d’impuretés}

relativement

_importants

pouvaient

être tolérés. Des rendements de conversion

pouvant

atteindre

_{12 %}

ont été

_publiés

récemment

(AMO)

et des cellules de

_plus

de 100

cm’

ont été réalisées

_[83].

Les

_premières

feuilles minces

_préparées

directement

ont

_permis

d’atteindre 6

_%

de rendement.

4. Silicium

_amorphe.

- Une réunion

venant de se

tenir aux Houches sur ce

_sujet,

nous

_{n’indiquerons}

ici

que

quelques

généralités

sur ce nouveau _type de

matériau solaire dont

_l’impact

réel ne

_peut

encore

être

_apprécié

à l’heure actuelle.

Jusque

vers 1955 on crut _que les matériaux

_amorphes

ne

_pouvaient

être des

_{semiconducteurs,}

_lorsque

plu-sieurs théoriciens et

_{expérimentateurs}

_prouvèrent

le contraire.

_Toutefois,

l’existence d’un

_grand

nombre de liaisons non saturées

_dangling

bonds conduisait à des densités d’états dans la bande interdite

mobility

gap

(1,4-1,6 eV)

très

_importantes,

_empêchant

tout

_dopage

de ce matériau. Tout

_récemment,

on a constaté

_[84-87]

que la

présence

d’hydrogène

réduisait

considérable-ment les _queues de bandes et _{que, par}

_conséquent,

un

dopage

du matériau devenait

_possible.

La structure

exacte de ce matériau contenant de 10-30

_%

d’hydro-gène

est encore mal établie actuellement : certains

auteurs

_parlent

de

_polymères

_SiHx,

d’autres de semiconducteur de _type I-IV.

4.1 PRÉPARATION DU MATÉRIAU. -

Dépôt

par

décomposition

de silane

_SiH4

dans un

_champ

H.F. sur

des substrats d’acier ou de verre.

_{L’adjonction}

de _gaz

contenant les

_dopants

_permet

de

_préparer

directement

la structure _n-p ou

_n-i-p

(Fig.

23a) [88-92] ;

-

dépôt

par

pulvérisation

cathodique

de silicium pur ou

dopé

sous

atmosphère

d’un _gaz neutre en

présence d’hydrogène (Fig.

23b) [93].

4.2 PERFORMANCES DES CELLULES. - Les

rende-ments de conversion

_théoriques,

de l’ordre de 15

%

(88)-10

%

(94)

joints

aux

_épaisseurs

de silicium très faibles

_(l-2jj)

nécessaires _pour absorber le

_spectre

solaire rendent ce matériau très intéressant de sorte

que de nombreux groupes

s’y

intéressent. Pour

atténuer

_quelque

_peu cet

enthousiasme,

mention-nons _que les meilleurs rendements

_{expérimentaux}

ne

_dépassent

_pas

_5,5

_{% [89]}

et

_qu’ils

ne se sont _pas

améliorés au courant de l’année écoulée

_(du

moins dans la littérature

_!).

Un travail de recherche de

longue

haleine est maintenant

_nécessaire,

_après

ces

premiers

résultats

_prometteurs.

Les structures sont de

_type

_{homojonction (par}

dopage

en cours de

croissance,

ou _par

_implantation

ionique), n-i-p,

ou

_Schottky.

Les meilleurs résultats

ont été atteints _pour ces dernières

(Voc

= 800

mV,

I = 12

mA/cm2,

S = 2 _x

10 - 2

cm2).

S’il est clairement établi maintenant _que les cellules solaires industrielles sans concentration seront

_(pour

longtemps)

à base de

silicium,

élément très

_répandu

à la surface du

_globe

et non

_toxique,

la filière choisie

pour son élaboration ne semble pas encore

définitive-ment établie. Il

semble,

toutefois,

que les

techniques

de réalisation de films en continu

_{s’imposeront}

à

terme, en

particulier

trois

_approches

_paraissent

inté-ressantes :

-

tirage

de films mono- ou

polycristallins,

soit

de

_{type EFG,}

soit sur un

_substrat,

soit

_{dendritique ;}

-

moulage

du

_{silicium ;}

-

dépôt

de silicium

_{amorphe hydrogéneré ;}

en

_partant

de silicium faiblement

_purifié.

Les vitesses de

_préparation

d’une surface unitaire et le

comporte-ment des

_impuretés

résiduelles constitueront

_peut-être

les

_paramètres

décisifs.

5. Réalisation de la barrière de

_potentiel.

- Les

techniques

conventionnelles de réalisation de la

barrière de

_potentiel

utilisent toutes la diffusion

ther-mique d’impuretés

de

_type

_opposé

à celui du substrat. Cette

_procédure

offre de nombreux avantages,

parmi

lesquels

il convient de citer :

-

son utilisation

_{quasi générale}

dans la réalisation

-

sa facilité de mise en oeuvre et la

_possibilité

de traiter simultanément un

_grand

nombre de

pla-quettes.

Elle offre

_également

des

inconvénients,

surtout,

pour les

technologies

futures :

- les nombreux

masquages et traitements

chi-miques

de

surface ;

- le

chauffage

à

_température

élevée

_dégradant

la durée de vie des

_porteurs;

-

l’impossibilité d’opérer

en

continu,

_par

défile-ment de films _par

_{exemple ;}

-

un

_risque

d’accumulation de

_dopants

aux

_joints

de

_grains

mettent la diode en court-circuit.

_Toutefois,

cet effet semble moins

_important

_que redouté il _y a

quelques

temps.

En

effet,

la recombinaison aux

_joints

de

_grains

_peut

être _{réduite par} un

_{dopage préférentiel}

préalable

à la diffusion

_thermique

_proprement

dite,

de

_façon

à obtenir la structure de la

_figure

_24,

ce

qui