FR3035741A1 - Procede de fabrication d'une cellule photovoltaique. - Google Patents

Procede de fabrication d'une cellule photovoltaique. Download PDF

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Abstract

Ce procédé comporte les étapes a) prévoir un substrat (1) semi-conducteur comportant une première surface (10) et une seconde surface (11) opposée, le substrat (1) comportant une première zone semi-conductrice (100) comprenant des atomes de bore, la première zone semi-conductrice (100) étant destinée à être en contact avec une électrode (E), le procédé étant remarquable en ce qu'il comporte les étapes b) former une couche diélectrique (2) à la seconde surface (11) du substrat (1), la couche diélectrique (2) comportant des atomes de phosphore ou d'arsenic, c) appliquer un recuit thermique adapté pour diffuser les atomes de phosphore ou d'arsenic de la couche diélectrique (2) jusqu'à la seconde surface (11) du substrat (1) de manière à former une deuxième zone semi-conductrice (110) destinée à être en contact avec une électrode (E), et pour former une couche d'oxyde (3) thermique à la première surface (10) du substrat (1).

Description

PROCEDE DE FABRICATION D'UNE CELLULE PHOTOVOLTAÏQUE La présente invention a trait à un procédé de fabrication d'une cellule photovoltaïque.
Un premier procédé connu de l'état de la technique, comporte les étapes : a0) prévoir un substrat semi-conducteur réalisé dans un matériau à base de silicium cristallin dopé de type n, le substrat comportant une première surface et une seconde surface opposée, b0) implanter des atomes de bore à la première surface du substrat de manière à former une première zone semi-conductrice, la première zone semi- conductrice étant destinée à être en contact avec une électrode, c0) implanter des atomes de phosphore ou d'arsenic à la seconde surface du substrat de manière à former une deuxième zone semi-conductrice, la deuxième zone semi-conductrice étant destinée à être en contact avec une électrode, dO) appliquer un recuit thermique au substrat adapté pour activer thermiquement les atomes de bore et les atomes de phosphore ou d'arsenic. Les première et seconde surfaces du substrat peuvent être exposées à un rayonnement lumineux de manière à obtenir une cellule photovoltaïque de type bifaciale.
Les atomes de bore présentent une température d'activation thermique supérieure à celle des atomes de phosphore ou d'arsenic, de l'ordre de 150°C. La température du recuit thermique est donc imposée par la température d'activation thermique des atomes de bore. L'exécution de l'étape dO) conduit à une diffusion intempestive des atomes de phosphore à travers le substrat, en raison de la température de recuit qui est trop importante relativement à leur température d'activation thermique. Les atomes de phosphore s'éloignent ainsi de la seconde surface du substrat et la zone de contact correspondante pour une électrode peut devenir inopérante. L'exécution de l'étape dO) conduit à une exo-diffusion des atomes d'arsenic 30 hors du substrat, avec comme conséquence une diminution de leur concentration surfacique, et la zone de contact correspondante pour une électrode peut devenir inopérante.
3035741 2 Afin de pallier les inconvénients précités, un deuxième procédé connu de l'état de la technique comporte les étapes successives : a01) prévoir un substrat semi-conducteur réalisé dans un matériau à base de silicium cristallin dopé de type n, le substrat comportant une première surface et 5 une seconde surface opposée, b01) implanter des atomes de bore à la première surface du substrat de manière à former une première zone semi-conductrice, la première zone semiconductrice étant destinée à être en contact avec une électrode, c01) appliquer un recuit thermique au substrat adapté pour activer 10 thermiquement les atomes de bore, d01) implanter des atomes de phosphore ou d'arsenic à la seconde surface du substrat de manière à former une deuxième zone semi-conductrice, la deuxième zone semi-conductrice étant destinée à être en contact avec une électrode, 15 e01) appliquer un recuit thermique au substrat adapté pour activer thermiquement les atomes de phosphore ou d'arsenic. Ainsi, un tel deuxième procédé de l'état de la technique permet d'appliquer les recuits thermiques lors d'étapes distinctes, et d'éviter par là-même une diffusion intempestive des atomes de phosphore à travers le substrat, ou une exo-diffusion 20 des atomes d'arsenic hors du substrat. La fabrication d'une cellule photovoltaïque se poursuit classiquement par la formation d'une première et d'une seconde couches diélectriques respectivement sur la première et la seconde surfaces du substrat afin de les passiver, les première et seconde couches diélectriques étant des couches d'oxyde thermique.
25 Or, ce deuxième procédé de l'état de la technique n'est pas entièrement satisfaisant dans la mesure où la vitesse de formation de la seconde couche diélectrique est supérieure à celle de la première couche diélectrique car la concentration surfacique des atomes de phosphore ou d'arsenic est classiquement supérieure à celle des atomes de bore. Il peut en résulter la formation d'une seconde couche diélectrique trop épaisse qui ne permet pas d'obtenir un contact électrique, par exemple par sérigraphie.
3035741 3 La présente invention vise à remédier en tout ou partie aux inconvénients précités, et concerne à cet effet un procédé de fabrication d'une cellule photovoltaïque, comportant les étapes : a) prévoir un substrat semi-conducteur réalisé dans un matériau à base de 5 silicium cristallin dopé de type n, le substrat comportant une première surface et une seconde surface opposée, al) former une première zone semi-conductrice destinée à être en contact avec une électrode, la première zone semi-conductrice étant formée par une implantation d'atomes de bore dans le substrat, le procédé étant remarquable en 10 ce qu'il comporte les étapes : b) former une couche diélectrique à la seconde surface du substrat, la couche diélectrique comportant des atomes de phosphore ou d'arsenic, et la couche diélectrique et le substrat formant une structure, c) appliquer un recuit thermique à la structure adapté pour : 15 - former une deuxième zone semi-conductrice destinée à être en contact avec une électrode, la deuxième zone semi-conductrice étant formée par une diffusion des atomes de phosphore ou d'arsenic dans le substrat depuis la couche diélectrique jusqu'à la seconde surface du substrat, - former une couche d'oxyde thermique, à base de dioxyde de silicium, à la 20 première surface du substrat. Ainsi, un tel procédé selon l'invention permet d'éviter la formation d'une couche diélectrique, de type oxyde thermique, trop épaisse sur la seconde surface du substrat grâce à la formation de la couche diélectrique sur la seconde 25 surface du substrat lors de l'étape b) avant la formation de la couche d'oxyde thermique lors de l'étape c). En outre, un tel procédé selon l'invention s'affranchit d'une diffusion intempestive des atomes de phosphore à travers le substrat ou d'une exodiffusion des atomes d'arsenic hors du substrat grâce à l'étape c). L'activation 30 thermique des atomes de bore s'effectue de préférence antérieurement, lors de l'étape a).
3035741 4 Par ailleurs, un tel procédé selon l'invention permet de réduire les coûts et le temps d'opération car l'étape c), à elle-seule, permet à la fois de former la deuxième zone semi-conductrice et de passiver la première surface du substrat. Par « cristallin », on entend la forme polycristalline ou la forme monocristalline 5 du silicium, excluant donc le silicium amorphe. Le dopage de type n du silicium permet d'améliorer le rendement de la cellule photovoltaïque. Selon un mode de mise en oeuvre, l'étape b) comporte une étape b1) consistant à former une couche diélectrique additionnelle, de préférence en 10 nitrure de silicium hydrogéné, sur la couche diélectrique, et le recuit thermique est appliqué lors de l'étape c) à la structure comportant la couche diélectrique additionnelle. Ainsi, une telle couche diélectrique additionnelle forme une barrière de diffusion aux atomes de phosphore ou d'arsenic vers le milieu extérieur, et 15 améliore la passivation de la seconde surface du substrat. La couche diélectrique additionnelle est avantageusement dépourvue d'atomes de phosphore ou d'arsenic. En outre, un tel matériau permet à la fois d'améliorer la passivation de la seconde surface du substrat et de former une couche optique dite antireflet de par 20 une épaisseur adaptée. La couche optique antireflet permet de réduire les pertes optiques liées aux réflexions du rayonnement lumineux, et donc d'optimiser l'absorption du rayonnement lumineux par le substrat. Selon une forme d'exécution, le recuit est appliqué lors de l'étape c) sous une 25 atmosphère oxydante, et ledit recuit présente de préférence une valeur de température de recuit comprise entre 850°C et 950°C et une valeur de durée de recuit comprise entre 5 minutes et 1 heure. Ainsi, un tel budget thermique permet de diffuser les atomes de phosphore ou d'arsenic à la seconde surface du substrat. La température de recuit conditionne 30 principalement la concentration de surface des atomes de phosphore ou d'arsenic tandis que la durée de recuit conditionne principalement la longueur de diffusion thermique desdits atomes.
3035741 5 L'atmosphère oxydante permet la formation de la couche d'oxyde thermique à la première surface du substrat. L'étape c) se déroule de manière continue ; la formation de la deuxième zone semi-conductrice et la formation de la couche d'oxyde thermique sont 5 concomitantes. Par « budget thermique », on entend le choix d'une valeur de température de recuit et le choix d'une valeur de durée de recuit. Selon une variante d'exécution, l'étape c) comporte les étapes : 10 cl) appliquer le recuit thermique selon un premier budget thermique adapté pour diffuser les atomes de phosphore ou d'arsenic de manière à former la deuxième zone semi-conductrice, le premier budget thermique présentant de préférence une valeur de température de recuit comprise entre 850°C et 950°C et une valeur de durée de recuit comprise entre 5 minutes et 1 heure, 15 c2) appliquer le recuit thermique sous une atmosphère oxydante selon un deuxième budget thermique adapté pour former la couche d'oxyde thermique, le deuxième budget thermique présentant de préférence une valeur de température de recuit comprise entre 700°C et 800°C et une valeur de durée de recuit comprise entre 5 minutes et 1 heure.
20 Ainsi, la formation de la deuxième zone semi-conductrice et la formation de la couche d'oxyde thermique sont successives, et peuvent être interverties. L'étape cl) est avantageusement exécutée avant l'étape c2). D'une part, un tel premier budget thermique permet de diffuser les atomes de phosphore ou d'arsenic à la seconde surface du substrat. La température de 25 recuit conditionne principalement la concentration de surface des atomes de phosphore ou d'arsenic tandis que la durée de recuit conditionne principalement la longueur de diffusion thermique desdits atomes. D'autre part, un tel deuxième budget thermique permet une oxydation thermique de la première surface du substrat, le substrat étant réalisé dans un 30 matériau à base de silicium cristallin.
3035741 6 Selon une forme d'exécution, la couche diélectrique formée lors de l'étape b) est à base d'un oxynitrure de silicium SiOxNy vérifiant 0 < x < y, de préférence hydrogéné. Ainsi, l'oxynitrure de silicium SiOxNy, 0 < x<y, permet de passiver la 5 seconde surface du substrat, le substrat étant réalisé dans un matériau à base de silicium cristallin. Lorsque x=0, l'oxynitrure de silicium est un nitrure de silicium. L'oxynitrure de silicium hydrogéné est particulièrement avantageux grâce à la présence d'hydrogène qui améliore la qualité de la passivation.
10 Avantageusement, l'oxynitrure de silicium SiOxNy vérifie 0 < x < 0,05 lors de l'étape b) et après l'étape c). Avantageusement, l'oxynitrure de silicium SiOxNy vérifie 0,30 < y < 0,55 lors de l'étape b) et après l'étape c).
15 Selon une variante d'exécution, la couche diélectrique formée lors de l'étape b) est à base de carbure de silicium. Selon une forme d'exécution, les atomes de phosphore ou d'arsenic dans la 20 couche diélectrique formée lors de l'étape b) présentent une proportion atomique comprise entre 1% et 10%, et les atomes de phosphore ou d'arsenic dans la couche diélectrique après l'étape c) présentent une proportion atomique comprise entre 1% et 10%, et de préférence comprise entre 1% et 5%. Bien entendu, la proportion atomique des atomes de phosphore ou d'arsenic 25 dans la couche diélectrique après l'étape c) est inférieure à la proportion atomique lors de l'étape b). Ainsi, lorsque la couche diélectrique formée lors de l'étape b) est à base d'un oxynitrure de silicium SiOxNy, 0 < x <y, de préférence hydrogéné, une telle proportion atomique de phosphore ou d'arsenic permet à la fois de : 30 - former une deuxième zone semi-conductrice et par là-même une zone de contact électrique de bonne qualité, c'est-à-dire avec une concentration atomique surfacique supérieure à 1020 at./cm3, de préférence comprise entre 3x1020 at./cm3 et 5x 1020 at./cm3, 3035741 7 - conserver une bonne qualité de passivation de la couche diélectrique, une proportion atomique trop élevée de phosphore ou d'arsenic affectant les propriétés de passivation.
5 Selon un mode de mise en oeuvre, le recuit thermique appliqué lors de l'étape c) est adapté pour activer thermiquement les atomes de bore de la première zone semi-conductrice implantés lors de l'étape al). Ainsi, il est possible de s'affranchir d'un recuit thermique dédié pour l'activation thermique des atomes de bore préalablement implantés. Cela peut 10 notamment être le cas lorsque les atomes de bore sont implantés dans le substrat avec une dose faible, c'est-à-dire inférieure à 1015 at./cm2, et avec une énergie comprise entre 5 keV et 15 keV. Selon une variante de mise en oeuvre, l'étape a) comporte une étape a2) 15 consistant à appliquer un recuit thermique au substrat selon un budget thermique adapté pour activer thermiquement les atomes de bore de la première zone semiconductrice, l'étape a2) étant exécutée avant l'étape b), le recuit thermique appliqué lors de l'étape a2) présentant de préférence une valeur de température de recuit comprise entre 1000°C et 1100°C et une valeur de durée de recuit 20 supérieure à 1 minute. Ainsi, un tel budget thermique permet d'activer thermiquement les atomes de bore. La présente invention concerne également un procédé de fabrication d'une 25 cellule photovoltaïque, comportant les étapes : a) prévoir un substrat semi-conducteur réalisé dans un matériau à base de silicium cristallin dopé de type p, le substrat comportant une première surface et une seconde surface opposée, al) former une première zone semi-conductrice destinée à être en contact 30 avec une électrode, la première zone semi-conductrice étant formée par une implantation d'atomes de phosphore ou d'arsenic dans le substrat, le procédé étant remarquable en ce qu'il comporte les étapes : 3035741 8 b) former une couche diélectrique à la seconde surface du substrat, la couche diélectrique comportant des atomes de bore, et la couche diélectrique et le substrat formant une structure, c) appliquer un recuit thermique à la structure adapté pour : 5 - former une deuxième zone semi-conductrice destinée à être en contact avec une électrode, la deuxième zone semi-conductrice étant formée par une diffusion des atomes de bore dans le substrat depuis la couche diélectrique jusqu'à la seconde surface du substrat, - former une couche d'oxyde thermique, à base de dioxyde de silicium, à la 10 première surface du substrat. Lorsque le substrat est réalisé dans un matériau à base de silicium cristallin dopé de type p, un recuit à haute température, c'est-à-dire supérieure à 950°C, dégrade la qualité volumique du substrat et par là-même la durée de vie des 15 porteurs de charge. Il n'est donc pas recommandé d'effectuer une implantation d'atomes de bore dans un tel substrat, suivie de leur activation thermique à une température supérieure à 950°C. Ainsi, un tel procédé selon l'invention permet de remédier à l'inconvénient précité grâce à l'étape b) et au recuit appliqué lors de l'étape c) adapté pour 20 diffuser les atomes de bore depuis la couche diélectrique jusqu'à la seconde surface du substrat. La diffusion des atomes de bore peut s'effectuer à une température comprise entre 900°C et 950°C, et n'occasionne donc pas de dégradation de la qualité volumique du substrat. Par ailleurs, le recuit appliqué lors de l'étape c) permet de simultanément activer thermiquement les atomes de 25 phosphore ou d'arsenic de la première zone semi-conductrice implantés lors de l'étape al), car la température d'activation thermique des atomes de phosphore ou d'arsenic est inférieure à la température de diffusion des atomes de bore. Selon un mode de mise en oeuvre, le procédé comporte une étape bl) 30 consistant à former une couche diélectrique additionnelle, de préférence en nitrure de silicium hydrogéné, sur la couche diélectrique, et l'étape bl) est exécutée de préférence après l'étape c).
3035741 9 Ainsi, une telle couche diélectrique additionnelle améliore la passivation de la seconde surface du substrat. La couche diélectrique additionnelle est avantageusement dépourvue d'atomes de bore. L'étape bl) est exécutée de préférence après l'étape c) de sorte que la 5 couche diélectrique peut être oxydée lorsque le recuit est appliqué lors de l'étape c) sous une atmosphère oxydante. L'oxydation de la couche diélectrique permet d'améliorer la passivation de la seconde surface du substrat. En outre, un tel matériau permet à la fois d'améliorer la passivation de la seconde surface du substrat et de former une couche optique dite antireflet de par 10 une épaisseur adaptée. La couche optique antireflet permet de réduire les pertes optiques liées aux réflexions du rayonnement lumineux, et donc d'optimiser l'absorption du rayonnement lumineux par le substrat. Selon une forme d'exécution, le recuit est appliqué lors de l'étape c) sous une 15 atmosphère oxydante, et ledit recuit présente de préférence une valeur de température de recuit comprise entre 900°C et 950°C et une valeur de durée de recuit comprise entre 5 minutes et 1 heure. Ainsi, un tel budget thermique permet de : - diffuser les atomes de bore à la seconde surface du substrat, 20 - activer thermiquement les atomes de phosphore ou d'arsenic de la première zone semi-conductrice implantés lors de l'étape al). La température de recuit conditionne principalement la concentration de surface des atomes de bore tandis que la durée de recuit conditionne principalement la longueur de diffusion thermique desdits atomes.
25 En outre, l'atmosphère oxydante permet : - la formation de la couche d'oxyde thermique à la première surface du substrat, - l'oxydation de la couche diélectrique lorsque l'étape bl) est exécutée après l'étape c) afin d'améliorer la passivation.
30 L'étape c) se déroule de manière continue ; la formation de la deuxième zone semi-conductrice et la formation de la couche d'oxyde thermique sont concomitantes.
3035741 10 Par « budget thermique », on entend le choix d'une valeur de température de recuit et le choix d'une valeur de durée de recuit. Selon une forme d'exécution, la couche diélectrique formée lors de l'étape b) 5 est à base d'un oxynitrure de silicium SiOxNy vérifiant 0 < y < x, de préférence hydrogéné. Ainsi, l'oxynitrure de silicium SiOxNy, 0<y<x, permet de passiver la seconde surface du substrat, le substrat étant réalisé dans un matériau à base de silicium cristallin. Lorsque y=0, l'oxynitrure de silicium est un oxyde de silicium.
10 L'oxynitrure de silicium hydrogéné est particulièrement avantageux grâce à la présence d'hydrogène qui améliore la qualité de la passivation. Avantageusement, l'oxynitrure de silicium SiOxNy vérifie x > 0,50 , de préférence 0,50 < x < 0,66 , après l'étape c).
15 Avantageusement, l'oxynitrure de silicium SiOxNy vérifie x < 0,50 lors de l'étape b). Avantageusement, l'oxynitrure de silicium SiOxNy vérifie 0 < y < 0,10, de 20 préférence 0 < y< 0,05, lors de l'étape b) et après l'étape c). Selon une variante d'exécution, la couche diélectrique formée lors de l'étape b) est à base de carbure de silicium.
25 Selon une forme d'exécution, les atomes de bore dans la couche diélectrique formée lors de l'étape b) présentent une proportion atomique comprise entre 10% et 50%, de préférence comprise entre 10% et 30%, et les atomes de bore dans la couche diélectrique après l'étape c) présentent une proportion atomique comprise entre 1% et 10%, de préférence comprise entre 3% et 8%.
30 Ainsi, lorsque la couche diélectrique formée lors de l'étape b) est à base d'un oxynitrure de silicium SiOxNy, 0 < y < x, de préférence hydrogéné, une telle proportion atomique de bore permet à la fois de : 3035741 11 - former une deuxième zone semi-conductrice et par là-même une zone de contact électrique de bonne qualité, c'est-à-dire avec une concentration atomique surfacique supérieure à 1019 at./cm3, de préférence comprise entre 1019 at./cm3 et 3x 1020 at./cm3, 5 - conserver une bonne qualité de passivation de la couche diélectrique, une proportion atomique trop élevée de bore affectant les propriétés de passivation. Selon un mode de réalisation, la première zone semi-conductrice est formée à la première surface du substrat lors de l'étape a).
10 Ainsi, la cellule photovoltaïque fabriquée présente une architecture de type bifaciale, c'est-à-dire que les première et seconde surfaces du substrat sont destinées à être exposées à un rayonnement lumineux. La première zone semiconductrice forme un émetteur. La deuxième zone semi-conductrice est de type BSF (acronyme pour « Back Surface Field » en langue anglaise), fortement dopée 15 du même type de dopage que le substrat afin d'améliorer le rendement de la cellule photovoltaïque. Selon un mode de réalisation, la première zone semi-conductrice est formée à la seconde surface du substrat lors de l'étape a) de manière à former un premier 20 caisson, et la couche diélectrique formée lors de l'étape b) est agencée de sorte que la deuxième zone semi-conductrice formée par les atomes diffusés lors de l'étape c) forme un deuxième caisson espacé relativement au premier caisson. Ainsi, la cellule photovoltaïque fabriquée présente une architecture de type monofaciale avec des contacts en face arrière interdigités (connue sous 25 l'acronyme IBC pour « Interdigitated Back contact » en langue anglaise). La première surface du substrat est destinée à être exposée à un rayonnement lumineux. Les premier et deuxième caissons sont destinés à être chacun en contact avec une électrode. La première surface du substrat comporte avantageusement une zone semi-conductrice fortement dopée du même type de 30 dopage que le substrat afin d'améliorer le rendement de la cellule photovoltaïque, ladite zone semi-conductrice étant de type FSF (acronyme pour « Front Surface Field » en langue anglaise).
3035741 12 La présente invention concerne également une cellule photovoltaïque susceptible d'être obtenue par un procédé conforme à l'invention. Ainsi, une telle cellule photovoltaïque se distingue de l'état de la technique par la présence d'une couche diélectrique formée à la seconde surface du substrat, 5 ladite couche diélectrique comportant des atomes de bore (respectivement des atomes de phosphore ou d'arsenic) qui n'ont pas diffusé jusqu'à la seconde surface du substrat lorsque le substrat est dopé de type n (respectivement dopé de type p). La quantité d'atomes de bore (respectivement d'atomes de phosphore ou d'arsenic) qui n'ont pas diffusé demeure suffisante pour détecter leur présence 10 au sein de la couche diélectrique si bien qu'une telle cellule photovoltaïque peut être détectée aisément par ingénierie inverse. La présente invention concerne également une cellule photovoltaïque comportant : 15 - un substrat d'un matériau semi-conducteur à base de silicium cristallin dopé de type n, le substrat comportant une première surface et une seconde surface opposée ; - des première et deuxième zones semi-conductrices s'étendant respectivement sous la première surface et sous la seconde surface du substrat, la première zone 20 semi-conductrice comportant des atomes de bore, la deuxième zone semiconductrice comportant des atomes de phosphore ou d'arsenic ; - une première couche d'un matériau diélectrique formée à la seconde surface du substrat, le matériau diélectrique étant à base d'un oxynitrure de silicium SiOXNY vérifiant 0 < x < y, le matériau diélectrique comportant des atomes de phosphore 25 ou d'arsenic et de préférence de l'hydrogène ; - une couche d'oxyde thermique, à base de dioxyde de silicium, formée à la première surface du substrat. La première zone semi-conductrice est destinée à être en contact avec une 30 électrode. La deuxième zone semi-conductrice est destinée à être en contact avec une électrode. La première surface ou la seconde surface du substrat est destinée à être exposée à un rayonnement lumineux.
3035741 13 Avantageusement, l'oxynitrure de silicium SiOXNY vérifie 0 < x < 0,05. Avantageusement, l'oxynitrure de silicium SiOXNY vérifie 0,30 < y < 0,55.
5 Avantageusement, les atomes de phosphore ou d'arsenic présentent une proportion atomique dans le matériau diélectrique comprise entre 1% et 10%, de préférence comprise entre 1% et 5%. La présente invention concerne également une cellule photovoltaïque 10 comportant : - un substrat d'un matériau semi-conducteur à base de silicium cristallin dopé de type p, le substrat comportant une première surface et une seconde surface opposée ; - des première et deuxième zones semi-conductrices s'étendant respectivement 15 sous la première surface et sous la seconde surface du substrat, la première zone semi-conductrice comportant des atomes de phosphore ou d'arsenic, la deuxième zone semi-conductrice comportant des atomes de bore ; - une première couche d'un matériau diélectrique formée à la seconde surface du substrat, le matériau diélectrique étant à base d'un oxynitrure de silicium SiOXNY 20 vérifiant 0 < y < x, le matériau diélectrique comportant des atomes de bore et de préférence de l'hydrogène ; - une couche d'oxyde thermique, à base de dioxyde de silicium, formée à la première surface du substrat.
25 La première zone semi-conductrice est destinée à être en contact avec une électrode. La deuxième zone semi-conductrice est destinée à être en contact avec une électrode. La première surface ou la seconde surface du substrat est destinée à être exposée à un rayonnement lumineux.
30 Avantageusement, l'oxynitrure de silicium SiOXNY vérifie x > 0,50 , de préférence 0,50 < x < 0,66.
3035741 14 Avantageusement, l'oxynitrure de silicium SiOXNY vérifie 0 < y < 0,10, de préférence 0 < y< 0,05. Avantageusement, les atomes de bore présentent une proportion atomique 5 dans le matériau diélectrique comprise entre 1% et 10%, de préférence comprise entre 3% et 8%. Dans un mode de réalisation, la cellule comporte une seconde couche d'un matériau diélectrique formée sur la première couche et, de préférence, sur la 10 couche d'oxyde thermique, le matériau diélectrique de la seconde couche étant à base d'un oxynitrure de silicium SiOXNY vérifiant 0 <x<y, ledit matériau diélectrique comportant de préférence de l'hydrogène. Avantageusement, la première couche présente une épaisseur comprise 15 entre 3 nm et 100 nm. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront dans la description qui va suivre de différents modes de mise en oeuvre d'un procédé selon l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés dans 20 lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en coupe de cellules photovoltaïques d'une première architecture, obtenues à partir d'un procédé selon l'invention, - la figure 2 est une vue schématique en coupe de cellules photovoltaïques d'une deuxième architecture, obtenues à partir d'un procédé selon l'invention, 25 - les figures 3a à 3e sont des vues schématiques en coupe illustrant différentes étapes d'un procédé selon l'invention pour fabriquer des cellules photovoltaïques illustrées à la figure 1, - les figures 4a à 4e sont des vues schématiques en coupe illustrant différentes étapes d'un procédé selon l'invention pour fabriquer des cellules 30 photovoltaïques illustrées à la figure 1. Pour les différents modes de mise en oeuvre, les mêmes références seront utilisées pour des éléments identiques ou assurant la même fonction, par souci de simplification de la description. Les caractéristiques techniques décrites ci-après 3035741 15 pour différents modes de mise en oeuvre sont à considérer isolément ou selon toute combinaison techniquement possible. Le procédé illustré aux figures 3a à 3e est un procédé de fabrication d'une 5 cellule photovoltaïque, comportant les étapes : a) prévoir un substrat 1 semi-conducteur réalisé dans un matériau à base de silicium cristallin dopé de type n, le substrat 1 comportant une première surface 10 et une seconde surface 11 opposée, al) former une première zone semi-conductrice 100 destinée à être en 10 contact avec une électrode E, la première zone semi-conductrice 100 étant formée par une implantation d'atomes de bore dans le substrat 1, les étapes a) et al) étant illustrées à la figure 3a, b) former une couche diélectrique 2 à la seconde surface 11 du substrat 1, la couche diélectrique 2 comportant des atomes de phosphore ou d'arsenic, et la 15 couche diélectrique 2 et le substrat 1 formant une structure 1, 2, l'étape b) étant illustrée à la figure 3b, c) appliquer un recuit thermique à la structure 1, 2 adapté pour : - former une deuxième zone semi-conductrice 110 destinée à être en contact avec une électrode E, la deuxième zone semi-conductrice 110 étant 20 formée par une diffusion des atomes de phosphore ou d'arsenic dans le substrat 1 depuis la couche diélectrique 2 jusqu'à la seconde surface 11 du substrat 1, - former une couche d'oxyde 3 thermique, à base de dioxyde de silicium, à la première surface 10 du substrat 1, l'étape c) étant illustrée à la figure 3c.
25 A titre d'exemple non limitatif, le substrat 1 présente une épaisseur de l'ordre de 150 dam. La première zone semi-conductrice 100 est formée à la première surface 10 du substrat 1 lors de l'étape a). L'étape al) est avantageusement une implantation ionique exécutée par faisceau d'ions, douche d'ions ou immersion plasma. La génération d'ions peut s'effectuer à partir de gaz 30 précurseurs tels que le BF3 ou le B2H6.
3035741 16 La couche diélectrique 2 formée lors de l'étape b) est avantageusement à base d'un oxynitrure de silicium SiOXNY, vérifiant 0 < x <y , de préférence hydrogéné. Lorsque x=0, l'oxynitrure de silicium est un nitrure de silicium. L'oxynitrure de silicium SiOXNY vérifie avantageusement 0 < x < 0,05 lors de 5 l'étape b) et après l'étape c). L'oxynitrure de silicium SiOXNY vérifie avantageusement 0,30 < y < 0,55 lors de l'étape b) et après l'étape c). Les atomes de phosphore ou d'arsenic dans la couche diélectrique 2 formée lors de l'étape b) présentent avantageusement une proportion atomique comprise entre 1% et 10%. Les atomes de phosphore ou d'arsenic dans la couche diélectrique 2 10 après l'étape c) présentent avantageusement une proportion atomique comprise entre 1% et 10%, et de préférence comprise entre 1% et 5%. Une telle proportion atomique permet d'obtenir une zone de contact électrique de bonne qualité, c'est-à-dire avec une concentration atomique surfacique supérieure à 1020 at./cm3, de préférence comprise entre 3x1020 at./cm3 et 5x 1020 at./cm3 sur les 25 premiers 15 nanomètres du substrat 1. La couche diélectrique 2 présente avantageusement une épaisseur comprise entre 10 nm et 40 nm. Une telle épaisseur permet d'avoir peu de pertes optiques liées aux réflexions du rayonnement lumineux tout en conservant une bonne qualité de passivation. Lorsque la couche diélectrique 2 est réalisée dans un matériau à base de nitrure de silicium hydrogéné, l'étape b) est 20 avantageusement exécutée par un dépôt chimique en phase vapeur (PECVD pour Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition en langue anglaise) à partir de gaz réactifs comportant du silane SiH4 et de l'ammoniac NH3. Lorsque la couche diélectrique 2 est réalisée dans un matériau à base d'oxynitrure de silicium hydrogéné, l'étape b) est avantageusement exécutée par un dépôt 25 PECVD à partir de gaz réactifs comportant du silane SiH4 et du protoxyde d'azote N20. Lorsque la couche diélectrique 2 comporte des atomes de phosphore, lesdits atomes sont avantageusement incorporés au nitrure de silicium hydrogéné ou à l'oxynitrure de silicium hydrogéné par une injection de phosphine PH3 avec les gaz réactifs correspondants. Lorsque la couche diélectrique 2 comporte des 30 atomes d'arsenic, lesdits atomes sont avantageusement incorporés au nitrure de silicium hydrogéné ou à l'oxynitrure de silicium hydrogéné par une injection d'arsine AsH3 avec les gaz réactifs correspondants.
3035741 17 Selon une variante, la couche diélectrique 2 formée lors de l'étape b) est à base de carbure de silicium. L'étape b) est avantageusement exécutée par un dépôt PECVD à partir de gaz réactifs comportant du silane SiH4 et du méthane CH4. Lorsque la couche diélectrique 2 comporte des atomes de phosphore, 5 lesdits atomes sont avantageusement incorporés au carbure de silicium par une injection de phosphine PH3 avec les gaz réactifs. Lorsque la couche diélectrique 2 comporte des atomes d'arsenic, lesdits atomes sont avantageusement incorporés au carbure de silicium par une injection d'arsine AsH3 avec les gaz réactifs.
10 Le procédé comporte avantageusement une étape bl) consistant à former une couche diélectrique additionnelle 4 sur la couche diélectrique 2, le recuit thermique étant appliqué lors de l'étape c) à la structure 1, 2, 4 comportant la couche diélectrique additionnelle 4. La couche diélectrique additionnelle 4 formée lors de l'étape bl) est avantageusement en nitrure de silicium hydrogéné. La 15 couche diélectrique additionnelle 4 présente avantageusement une épaisseur supérieure à 30 nm. L'épaisseur de la couche diélectrique additionnelle 4 est ajustée de manière à former une couche optique antireflet. Une telle couche optique antireflet permet de réduire les pertes optiques liées aux réflexions du rayonnement lumineux, et donc d'optimiser l'absorption du rayonnement lumineux 20 par le substrat 1. Selon un mode de mise en oeuvre, le recuit est appliqué lors de l'étape c) sous une atmosphère oxydante. L'atmosphère oxydante peut comporter un mélange des gaz N2 et 02 avec un ratio N2/02 compris de préférence entre 0,2 et 25 1. Cette atmosphère sera dite « sèche ». Selon une variante, l'atmosphère oxydante peut comporter un mélange de N2 et de vapeur d'eau. Cette atmosphère sera dite « humide ». Ledit recuit présente avantageusement une valeur de température de recuit comprise entre 850°C et 950°C et une valeur de durée de recuit comprise entre 5 minutes et 1 heure.
30 Selon une variante de mise en oeuvre, l'étape c) comporte les étapes : cl) appliquer le recuit thermique selon un premier budget thermique adapté pour diffuser les atomes de phosphore ou d'arsenic de manière à former la deuxième zone semi-conductrice 110, le premier budget thermique présentant de 3035741 18 préférence une valeur de température de recuit comprise entre 850°C et 950°C et une valeur de durée de recuit comprise entre 5 mn et 1 h, c2) appliquer le recuit thermique sous une atmosphère oxydante selon un deuxième budget thermique.
5 L'étape c2) est avantageusement exécutée sous une atmosphère oxydante « humide » de sorte que le deuxième budget thermique présente une valeur de température de recuit comprise entre 700°C et 800°C et une valeur de durée de recuit comprise entre 5 minutes et 1 heure. Une atmosphère oxydante « humide » permet de baisser sensiblement la valeur de température de recuit relativement à 10 une atmosphère oxydante « sèche ». Selon une forme d'exécution, l'étape al) est exécutée de sorte que les atomes de bore sont implantés dans le substrat 1 avec une dose strictement inférieure à 1015 at./cm2, et avec une énergie comprise entre 5 keV et 15 keV.
15 Alors, le recuit thermique appliqué lors de l'étape c) est adapté pour activer thermiquement les atomes de bore de la première zone semi-conductrice 100. La couche d'oxyde 3 thermique à base de dioxyde de silicium formée lors de l'étape c) présente avantageusement une épaisseur comprise entre 5 nm et 20 nm. Une telle épaisseur permet d'avoir peu de pertes optiques liées aux réflexions du 20 rayonnement lumineux tout en conservant une bonne qualité de passivation. Selon une variante d'exécution, l'étape al) est exécutée de sorte que les atomes de bore sont implantés dans le substrat 1 avec une dose supérieure à 1015 at./cm2, de préférence comprise entre 1015 at./cm2 et 1016 at./cm2, et avec une énergie comprise entre 5 keV et 15 keV. De tels paramètres d'implantation 25 permettent d'obtenir une zone de contact électrique de bonne qualité, c'est-à-dire avec une concentration atomique surfacique supérieure à 1019 at./cm3, de préférence comprise entre 1019 at./cm3 et 5x 1019 at./cm3. Alors, l'étape a) comporte une étape a2) consistant à appliquer un recuit thermique au substrat 1 selon un budget thermique adapté pour activer thermiquement les atomes de bore 30 de la première zone semi-conductrice 100, l'étape a2) étant exécutée avant l'étape b). Le budget thermique du recuit thermique appliqué lors de l'étape a2) présente avantageusement une valeur de température de recuit comprise entre 1000°C et 1100°C et une valeur de durée de recuit supérieure à 1 minute. L'étape 3035741 19 a2) est avantageusement exécutée sous une atmosphère comportant de l'azote, et en l'absence d'oxygène. L'étape a2) est avantageusement suivie d'une étape de nettoyage chimique du substrat 1. La couche d'oxyde 3 thermique à base de dioxyde de silicium formée lors de l'étape c) présente avantageusement une 5 épaisseur comprise entre 5 nm et 20 nm. Une telle épaisseur permet d'avoir peu de pertes optiques liées aux réflexions du rayonnement lumineux tout en conservant une bonne qualité de passivation. Comme illustré à la figure 3d, le procédé comporte avantageusement une 10 étape d) former une couche diélectrique 5 sur la couche d'oxyde 3 thermique. La couche diélectrique 5 formée lors de l'étape d) est réalisée de préférence dans un matériau à base de nitrure de silicium. La couche diélectrique 5 formée lors de l'étape d) présente une épaisseur ajustée de manière à former une couche optique antireflet. La couche diélectrique 5 formée lors de l'étape d) présente 15 avantageusement une épaisseur comprise entre 50 nm et 75 nm. Une telle couche optique antireflet permet de réduire les pertes optiques liées aux réflexions du rayonnement lumineux, et donc d'optimiser l'absorption du rayonnement lumineux par le substrat 1.
20 Comme illustré à la figure 3e, le procédé comporte avantageusement une étape e) mettre en contact chacune des première et deuxième zones semiconductrices 100, 110 avec une électrode E. L'étape e) comporte une étape de métallisation, de préférence exécutée par sérigraphie.
25 Selon un mode de mise en oeuvre illustré à la figure 2, le procédé diffère du mode illustré aux figures 3a à 3e en ce que la première zone semi-conductrice 100 est formée à la seconde surface 11 du substrat 1 lors de l'étape a), de préférence par un premier jeu de masques, de manière à former un premier caisson. La couche diélectrique 2 formée lors de l'étape b) est agencée, de 30 préférence par un deuxième jeu de masques, de sorte que la deuxième zone semi-conductrice 110 formée par les atomes de phosphore ou d'arsenic diffusés lors de l'étape c) forme un deuxième caisson espacé relativement au premier caisson. Le procédé comporte avantageusement une étape de formation d'une 3035741 20 zone semi-conductrice 120 à la première surface 10 du substrat 1. La zone semiconductrice 120 comporte des atomes de phosphore ou d'arsenic. La zone semiconductrice 120 est avantageusement formée par une implantation ionique d'atomes de phosphore ou d'arsenic. Lesdits atomes sont activés thermiquement 5 lors de l'étape c). Le procédé comporte avantageusement une étape consistant à former une couche diélectrique (non illustrée à la figure 2) sur la couche d'oxyde 3 thermique, ladite couche diélectrique formée étant réalisée de préférence dans un matériau à base de nitrure de silicium. Ladite couche diélectrique formée présente une épaisseur ajustée de manière à former une couche optique antireflet. Une 10 telle couche optique antireflet permet de réduire les pertes optiques liées aux réflexions du rayonnement lumineux, et donc d'optimiser l'absorption du rayonnement lumineux par le substrat 1. La présente invention concerne également un procédé de fabrication d'une 15 cellule photovoltaïque, illustré aux figures 4a à 4e, le procédé comportant les étapes : a) prévoir un substrat 1 semi-conducteur réalisé dans un matériau à base de silicium cristallin dopé de type p, le substrat 1 comportant une première surface 10 et une seconde surface 11 opposée, 20 al) former une première zone semi-conductrice 100 destinée à être en contact avec une électrode E, la première zone conductrice 100 étant formée par une implantation d'atomes de phosphore ou d'arsenic dans le substrat 1, les étapes a) et al) étant illustrées à la figure 3a, b) former une couche diélectrique 2 à la seconde surface 11 du substrat 1, 25 la couche diélectrique 2 comportant des atomes de bore, la couche diélectrique 2 et le substrat 1 formant une structure 1, 2, l'étape b) étant illustrée à la figure 3b, c) appliquer un recuit thermique à la structure 1, 2 adapté pour : - former une deuxième zone semi-conductrice 110 destinée à être en contact avec une électrode E, la deuxième zone semi-conductrice 110 étant 30 formée par une diffusion des atomes de bore dans le substrat 1 depuis la couche diélectrique 2 jusqu'à la seconde surface 11 du substrat 1, - former une couche d'oxyde 3 thermique, à base de dioxyde de silicium, à la première surface 10 du substrat 1, l'étape c) étant illustrée à la figure 3c.
3035741 21 A titre d'exemple non limitatif, le substrat 1 présente une épaisseur de l'ordre de 150 pm. La première zone semi-conductrice 100 est formée à la première surface 10 du substrat 1 lors de l'étape a). L'étape al) est 5 avantageusement une implantation ionique exécutée par faisceau d'ions, douche d'ions ou immersion plasma. L'étape al) est avantageusement exécutée de sorte que les atomes de phosphore ou d'arsenic sont implantés dans le substrat 1 avec une dose comprise : - entre 1015 et 5x1015 at./cm2 lorsque la première surface 10 du substrat 1 10 est texturée, de profil pyramidal, - entre 0,5x1015 et 3x1015 at./cm2 lorsque la première surface 10 du substrat 1 est plane, et polie le cas échéant. Les atomes de phosphore sont avantageusement implantés lors de l'étape al) avec une énergie comprise entre 5 keV et 15 keV. Les atomes d'arsenic sont 15 avantageusement implantés lors de l'étape al) avec une énergie comprise entre 15 keV et 30 keV. La couche diélectrique 2 formée lors de l'étape b) est avantageusement à base d'un oxynitrure de silicium SiOXNY, vérifiant 0 < y < x , de préférence hydrogéné.
20 Lorsque y=0, l'oxynitrure de silicium est un oxyde de silicium. L'oxynitrure de silicium SiOXNY vérifie avantageusement x > 0,50, de préférence 0,50 < x < 0,66, après l'étape c). L'oxynitrure de silicium SiOXNY vérifie avantageusement 0 < y < 0,10, de préférence 0 < y < 0,05, lors de l'étape b) et après l'étape c). Les atomes de bore dans la couche diélectrique 2 formée lors de l'étape b) 25 présentent avantageusement une proportion atomique comprise entre 10% et 50%, de préférence comprise entre 10% et 30%. Les atomes de bore dans la couche diélectrique 2 après l'étape c) présentent avantageusement une proportion atomique comprise entre 1% et 10%, de préférence comprise entre 3% et 8%. La couche diélectrique 2 formée lors de l'étape b) présente 30 avantageusement une teneur en azote supérieure à 5 %, préférentiellement comprise entre 5 et 15 %. La couche diélectrique 2 présente avantageusement une épaisseur comprise entre 3 nm et 100 nm, préférentiellement comprise entre 3035741 22 20 et 35 nm. De telles épaisseurs permettent d'avoir peu de pertes optiques liées aux réflexions du rayonnement lumineux tout en conservant une bonne qualité de passivation. Les étapes al) et b) sont permutables. Lorsque la couche diélectrique 2 est réalisée dans un matériau à base d'un oxynitrure de silicium 5 hydrogéné, l'étape b) est avantageusement exécutée par un dépôt chimique en phase vapeur (PECVD pour Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition en langue anglaise) à partir de gaz réactifs comportant du silane SiH4 et du protoxyde d'azote N20. Les atomes de bore sont avantageusement incorporés à l'oxynitrure de silicium hydrogéné par une injection de diborane B2H6 avec les gaz 10 réactifs. Selon une variante, la couche diélectrique 2 formée lors de l'étape b) est à base de carbure de silicium. L'étape b) est avantageusement exécutée par un dépôt PECVD à partir de gaz réactifs comportant du silane SiH4 et du méthane CH4. Les atomes de bore sont avantageusement incorporés au carbure de 15 silicium par une injection de diborane B2H6 avec les gaz réactifs. Le procédé comporte avantageusement une étape bl) consistant à former une couche diélectrique additionnelle 4 sur la couche diélectrique 2. L'étape bl) est illustrée à la figure 3c. L'étape bl) est avantageusement exécutée après 20 l'étape c) de sorte que la couche diélectrique 2 peut être oxydée lorsque le recuit est appliqué lors de l'étape c) sous une atmosphère oxydante. L'oxydation de la couche diélectrique 2 permet d'améliorer la passivation de la seconde surface 11 du substrat 1. La couche diélectrique additionnelle 4 est avantageusement en nitrure de silicium hydrogéné. La couche diélectrique additionnelle 4 présente 25 avantageusement une épaisseur supérieure à 30 nm. L'épaisseur de la couche diélectrique additionnelle 4 est ajustée de manière à former une couche optique antireflet. Une telle couche optique antireflet permet de réduire les pertes optiques liées aux réflexions du rayonnement lumineux, et donc d'optimiser l'absorption du rayonnement lumineux par le substrat 1.
30 Selon un mode de mise en oeuvre, le recuit est appliqué lors de l'étape c) sous une atmosphère oxydante. L'atmosphère oxydante peut comporter un mélange des gaz N2 et 02 avec un ratio N2/02 compris de préférence entre 0,2 et 3035741 23 1. Cette atmosphère sera dite « sèche ». Selon une variante, l'atmosphère oxydante peut comporter un mélange de N2 et de vapeur d'eau. Cette atmosphère sera dite « humide ». Le recuit appliqué lors de l'étape c) présente avantageusement une valeur 5 de température de recuit comprise entre 900°C et 950°C et une valeur de durée de recuit comprise entre 5 minutes et 1 heure, sous une atmosphère sèche. La couche d'oxyde 3 thermique à base de dioxyde de silicium formée lors de l'étape c) présente avantageusement une épaisseur non nulle et avantageusement inférieure à 30 nm. Une telle épaisseur permet d'avoir peu de 10 pertes optiques liées aux réflexions du rayonnement lumineux tout en conservant une bonne qualité de passivation. Comme illustré à la figure 4d, le procédé comporte avantageusement une étape d) former une couche diélectrique 5 sur la couche d'oxyde 3 thermique. La 15 couche diélectrique 5 formée lors de l'étape d) est réalisée de préférence dans un matériau à base de nitrure de silicium. La couche diélectrique 5 formée lors de l'étape d) présente une épaisseur ajustée de manière à former une couche optique antireflet. La couche diélectrique 5 formée lors de l'étape d) présente avantageusement une épaisseur comprise entre 50 nm et 75 nm. Une telle 20 couche optique antireflet permet de réduire les pertes optiques liées aux réflexions du rayonnement lumineux, et donc d'optimiser l'absorption du rayonnement lumineux par le substrat 1. Comme illustré à la figure 4e, le procédé comporte avantageusement une 25 étape e) mettre en contact chacune des première et deuxième zones semiconductrices 100, 110 avec une électrode E. L'étape e) comporte une étape de métallisation, de préférence exécutée par sérigraphie. Selon un mode de mise en oeuvre illustré à la figure 2, le procédé diffère du 30 mode illustré aux figures 4a à 4e en ce que la première zone semi-conductrice 100 est formée à la seconde surface 11 du substrat 1 lors de l'étape a), de préférence par un premier jeu de masques, de manière à former un premier caisson. La couche diélectrique 2 formée lors de l'étape b) est agencée, de 3035741 24 préférence par un deuxième jeu de masques, de sorte que la deuxième zone semi-conductrice 110 formée par les atomes de bore diffusés lors de l'étape c) forme un deuxième caisson espacé relativement au premier caisson. Le procédé comporte avantageusement une étape de formation d'une zone 5 semi-conductrice 120 à la première surface 10 du substrat 1. La zone semi- conductrice 120 comporte des atomes de phosphore ou d'arsenic. Le procédé comporte avantageusement une étape consistant à former une couche diélectrique (non illustrée à la figure 2) sur la couche d'oxyde 3 thermique, ladite couche diélectrique formée étant réalisée de préférence dans un matériau à 10 base de nitrure de silicium. Ladite couche diélectrique formée présente une épaisseur ajustée de manière à former une couche optique antireflet. Une telle couche optique antireflet permet de réduire les pertes optiques liées aux réflexions du rayonnement lumineux, et donc d'optimiser l'absorption du rayonnement lumineux par le substrat 1.

Claims (32)

  1. REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'une cellule photovoltaïque, comportant les étapes : a) prévoir un substrat (1) semi-conducteur réalisé dans un matériau à base de silicium cristallin dopé de type n, le substrat (1) comportant une première surface (10) et une seconde surface (11) opposée, al) former une première zone semi-conductrice (100) destinée à être en contact avec une électrode (E), la première zone semi-conductrice (100) étant formée par une implantation d'atomes de bore dans le substrat (1), le procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte les étapes : b) former une couche diélectrique (2) à la seconde surface (11) du substrat (1), la couche diélectrique (2) comportant des atomes de phosphore ou d'arsenic, et la couche diélectrique (2) et le substrat (1) formant une structure (1,
  2. 2), c) appliquer un recuit thermique à la structure (1, 2) adapté pour : - former une deuxième zone semi-conductrice (110) destinée à être en contact avec une électrode (E), la deuxième zone semi-conductrice (110) étant formée par une diffusion des atomes de phosphore ou d'arsenic dans le substrat (1) depuis la couche diélectrique (2) jusqu'à la seconde surface (11) du substrat (1), - former une couche d'oxyde (3) thermique, à base de dioxyde silicium, à la première surface (10) du substrat (1). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape b) comporte une étape bl) consistant à former une couche diélectrique additionnelle (4), de préférence en nitrure de silicium hydrogéné, sur la couche diélectrique (2), et en ce que le recuit thermique est appliqué lors de l'étape c) à la structure (1, 2, 4) comportant la couche diélectrique additionnelle (4).
  3. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le recuit est appliqué lors de l'étape c) sous une atmosphère oxydante, et en ce que ledit recuit présente de préférence une valeur de température de recuit comprise entre 850°C et 950°C et une valeur de durée de recuit comprise entre 5 minutes et 1 heure. 3035741 26
  4. 4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'étape c) comporte les étapes : cl) appliquer le recuit thermique selon un premier budget thermique adapté pour diffuser les atomes de phosphore ou d'arsenic de manière à former la deuxième 5 zone semi-conductrice (110), le premier budget thermique présentant de préférence une valeur de température de recuit comprise entre 850°C et 950°C et une valeur de durée de recuit comprise entre 5 minutes et 1 heure, c2) appliquer le recuit thermique sous une atmosphère oxydante et selon un deuxième budget thermique adapté pour former la couche d'oxyde (3) thermique, 10 le deuxième budget thermique présentant de préférence une valeur de température de recuit comprise entre 700°C et 800°C et une valeur de durée de recuit comprise entre 5 minutes et 1 heure.
  5. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la couche 15 diélectrique (2) formée lors de l'étape b) est à base d'un oxynitrure de silicium SiOXNY vérifiant 0 < x < y , de préférence hydrogéné.
  6. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'oxynitrure de silicium SiOXNY vérifie 0 < x < 0,05 lors de l'étape b) et après l'étape c). 20
  7. 7. Procédé selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que l'oxynitrure de silicium SiOXNY vérifie 0,30 < y < 0,55 lors de l'étape b) et après l'étape c).
  8. 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la couche 25 diélectrique (2) formée lors de l'étape b) est à base de carbure de silicium.
  9. 9. Procédé selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que les atomes de phosphore ou d'arsenic dans la couche diélectrique (2) formée lors de l'étape b) présentent une proportion atomique comprise entre 1% et 10%, et en ce que 30 les atomes de phosphore ou d'arsenic dans la couche diélectrique (2) après l'étape c) présentent une proportion atomique comprise entre 1% et 10%, et de préférence comprise entre 1% et 5%. 3035741 27
  10. 10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le recuit thermique appliqué lors de l'étape c) est adapté pour activer thermiquement les atomes de bore de la première zone semi-conductrice (100) implantés lors de 5 l'étape al).
  11. 11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'étape a) comporte une étape a2) consistant à appliquer un recuit thermique au substrat (1) selon un budget thermique adapté pour activer thermiquement les atomes de bore 10 de la première zone semi-conductrice (100), l'étape a2) étant exécutée avant l'étape b), le recuit thermique appliqué lors de l'étape a2) présentant de préférence une valeur de température de recuit comprise entre 1000°C et 1100°C et une valeur de durée de recuit supérieure à 1 minute. 15
  12. 12. Procédé de fabrication d'une cellule photovoltaïque, comportant les étapes : a) prévoir un substrat (1) semi-conducteur réalisé dans un matériau à base de silicium cristallin dopé de type p, le substrat (1) comportant une première surface (10) et une seconde surface (11) opposée, al) former une première zone semi-conductrice (100) destinée à être en contact 20 avec une électrode (E), la première zone semi-conductrice (100) étant formée par une implantation d'atomes de phosphore ou d'arsenic dans le substrat (1), le procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte les étapes : b) former une couche diélectrique (2) à la seconde surface (11) du substrat (1), la couche diélectrique (2) comportant des atomes de bore, et la couche diélectrique 25 (2) et le substrat (1) formant une structure (1, 2), c) appliquer un recuit thermique à la structure (1, 2) adapté pour : - former une deuxième zone semi-conductrice (110) destinée à être en contact avec une électrode (E), la deuxième zone semi-conductrice (110) étant formée par une diffusion des atomes de bore dans le substrat (1) depuis la couche 30 diélectrique (2) jusqu'à la seconde surface (11) du substrat (1), - former une couche d'oxyde (3) thermique, à base de dioxyde de silicium, à la première surface (10) du substrat (1). 3035741 28
  13. 13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comporte une étape b1) consistant à former une couche diélectrique additionnelle (4), de préférence en nitrure de silicium hydrogéné, sur la couche diélectrique (2), et en ce que l'étape b1) est exécutée de préférence après l'étape c). 5
  14. 14. Procédé selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce que le recuit est appliqué lors de l'étape c) sous une atmosphère oxydante, et en ce que ledit recuit présente de préférence une valeur de température de recuit comprise entre 900°C et 950°C et une valeur de durée de recuit comprise entre 5 minutes et 1 10 heure.
  15. 15. Procédé selon l'une des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que la couche diélectrique (2) formée lors de l'étape b) est à base d'un oxynitrure de silicium SiOXNY vérifiant 0 < y < x , de préférence hydrogéné. 15
  16. 16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que l'oxynitrure de silicium SiOXNY vérifie x > 0,50, de préférence 0,50 < x < 0,66 , après l'étape c).
  17. 17. Procédé selon la revendication 15 ou 16, caractérisé en ce que l'oxynitrure de 20 silicium SiOXNY vérifie 0 < y < 0,10, de préférence 0 < y < 0,05, lors de l'étape b) et après l'étape c).
  18. 18. Procédé selon l'une des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que la couche diélectrique (2) formée lors de l'étape b) est à base d'un carbure de 25 silicium.
  19. 19. Procédé selon l'une des revendications 15 à 17, caractérisé en ce que les atomes de bore dans la couche diélectrique (2) formée lors de l'étape b) présentent une proportion atomique comprise entre 10% et 50%, de préférence 30 comprise entre 10% et 30%, et en ce que les atomes de bore dans la couche diélectrique (2) après l'étape c) présentent une proportion atomique comprise entre 1% et 10%, de préférence comprise entre 3% et 8%. 3035741 29
  20. 20. Procédé selon l'une des revendications 1 à 19, caractérisé en ce que la première zone semi-conductrice (100) est formée à la première surface (10) du substrat (1) lors de l'étape a). 5
  21. 21. Procédé selon l'une des revendications 1 à 20, caractérisé en ce que la première zone semi-conductrice (100) est formée à la seconde surface (11) du substrat (1) lors de l'étape a) de manière à former un premier caisson, et en ce que la couche diélectrique (2) formée lors de l'étape b) est agencée de sorte que 10 la deuxième zone semi-conductrice (110) formée lors de l'étape c) forme un deuxième caisson espacé relativement au premier caisson.
  22. 22. Cellule photovoltaïque susceptible d'être obtenue par un procédé selon l'une des revendications 1 à 21. 15
  23. 23. Cellule photovoltaïque comportant : - un substrat (1) d'un matériau semi-conducteur à base de silicium cristallin dopé de type n, le substrat (1) comportant une première surface (10) et une seconde surface (11) opposée ; 20 - des première et deuxième zones semi-conductrices (100, 110) s'étendant respectivement sous la première surface (10) et sous la seconde surface (11) du substrat (1), la première zone semi-conductrice (100) comportant des atomes de bore, la deuxième zone semi-conductrice (110) comportant des atomes de phosphore ou d'arsenic ; 25 - une première couche (2) d'un matériau diélectrique formée à la seconde surface (11) du substrat (1), le matériau diélectrique étant à base d'un oxynitrure de silicium SiOXNY vérifiant 0 < x < y , le matériau diélectrique comportant des atomes de phosphore ou d'arsenic et de préférence de l'hydrogène ; - une couche d'oxyde (3) thermique, à base de dioxyde de silicium, formée à la 30 première surface (10) du substrat (1). 3035741 30
  24. 24. Cellule photovoltaïque selon la revendication 23, caractérisée en ce que l'oxynitrure de silicium SiOXNY vérifie 0 < x < 0,05.
  25. 25. Cellule photovoltaïque selon la revendication 23 ou 24, caractérisée en ce que 5 l'oxynitrure de silicium SiOXNY vérifie 0,30 < y < 0,55.
  26. 26. Cellule photovoltaïque selon l'une des revendications 23 à 25, caractérisée en ce que les atomes de phosphore ou d'arsenic présentent une proportion atomique dans le matériau diélectrique comprise entre 1% et 10%, de préférence comprise 10 entre 1% et 5%.
  27. 27. Cellule photovoltaïque comportant : - un substrat (1) d'un matériau semi-conducteur à base de silicium cristallin dopé de type p, le substrat (1) comportant une première surface (10) et une seconde 15 surface (11) opposée ; - des première et deuxième zones semi-conductrices (100, 110) s'étendant respectivement sous la première surface (10) et sous la seconde surface (11) du substrat (1), la première zone semi-conductrice (100) comportant des atomes de phosphore ou d'arsenic, la deuxième zone semi-conductrice (110) comportant 20 des atomes de bore ; - une première couche (2) d'un matériau diélectrique formée à la seconde surface (11) du substrat (1), le matériau diélectrique étant à base d'un oxynitrure de silicium SiOXNY vérifiant 0 < y < x , le matériau diélectrique comportant des atomes de bore et de préférence de l'hydrogène ; 25 - une couche d'oxyde (3) thermique, à base de dioxyde de silicium, formée à la première surface (10) du substrat (1).
  28. 28. Cellule photovoltaïque selon la revendication 27, caractérisée en ce que l'oxynitrure de silicium SiOXNY vérifie x > 0,50, de préférence 0,50 < x < 0,66. 30
  29. 29. Cellule photovoltaïque selon la revendication 27 ou 28, caractérisée en ce que l'oxynitrure de silicium SiOXNY vérifie 0 < y < 0,10, de préférence 0 < y < 0,05. 3035741 31
  30. 30. Cellule photovoltaïque selon l'une des revendications 27 à 29, caractérisée en ce que les atomes de bore présentent une proportion atomique dans le matériau diélectrique comprise entre 1% et 10%, de préférence comprise entre 3% et 8%. 5
  31. 31. Cellule photovoltaïque selon l'une des revendications 23 à 30, caractérisée en ce qu'elle comporte une seconde couche (4) d'un matériau diélectrique formée sur la première couche (2) et, de préférence, sur la couche d'oxyde (3) thermique, le matériau diélectrique de la seconde couche (4) étant à base d'un oxynitrure de 10 silicium SiOXNY vérifiant 0 < x < y, ledit matériau diélectrique comportant de préférence de l'hydrogène.
  32. 32. Cellule photovoltaïque selon l'une des revendications 23 à 31, caractérisée en ce que la première couche (2) présente une épaisseur comprise entre 3 nm et 15 100 nm.
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