WO2003085747A2 - Procede de deposition ectrochimique d'un materiau du groupe iv - Google Patents
Procede de deposition ectrochimique d'un materiau du groupe iv Download PDFInfo
- Publication number
- WO2003085747A2 WO2003085747A2 PCT/FR2003/000977 FR0300977W WO03085747A2 WO 2003085747 A2 WO2003085747 A2 WO 2003085747A2 FR 0300977 W FR0300977 W FR 0300977W WO 03085747 A2 WO03085747 A2 WO 03085747A2
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- electrode
- support
- layer
- intended
- reactor
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 46
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 title 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 claims abstract description 17
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract description 10
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 19
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 16
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 12
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical group [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 11
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 8
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 239000002609 medium Substances 0.000 claims description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 4
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 4
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052799 carbon Chemical group 0.000 claims description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 3
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical group [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000005036 potential barrier Methods 0.000 claims description 3
- 238000013019 agitation Methods 0.000 claims description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 2
- 150000007514 bases Chemical class 0.000 claims 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 2
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 2
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940072033 potash Drugs 0.000 description 1
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Substances [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000015320 potassium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/1804—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic Table
- H01L31/182—Special manufacturing methods for polycrystalline Si, e.g. Si ribbon, poly Si ingots, thin films of polycrystalline Si
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D9/00—Electrolytic coating other than with metals
- C25D9/04—Electrolytic coating other than with metals with inorganic materials
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/546—Polycrystalline silicon PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Definitions
- PROCESS FOR THE DEPOSITION OF A MATERIAL BELONGING TO COLUMN IV OF THE CLASSIFICATION TABLE. IN AN AQUEOUS MEDIUM ON A CONDUCTIVE OR SEMICONDUCTOR SUPPORT.
- the present invention relates to a method of depositing a material M, belonging to column IV of the classification table of D. Mendeleev, in an aqueous medium specifically adapted to be produced on a conductive or semiconductor support.
- This process is particularly suitable for the production of photo voltaic cells and electroluminescent displays, of large dimensions and at low cost, and in the manufacture of semiconductor components.
- Vacuum deposition consists in transferring the molecules of semiconductor materials onto a suitable support; this operation is carried out under vacuum for essentially two reasons:
- the transfer is carried out by bringing the source of semiconductor material to an appropriate temperature by direct heating, by bombardment of a focused electron beam or by direct heating by radio frequency.
- the process of the vapor current pyrolysis reaction is used when the useful evaporation temperature of the material is too high to be able to guarantee the absence of contamination by the surrounding medium; which is the case of silicon.
- a stream of "silane vapor" is encountered with a stream of gas which can react with this vapor, giving silicon as a solid product.
- the deposited layer may be monocrystalline or composed of microcrystalline islands (polycrystalline layer) of various sizes regardless of the deposition method chosen.
- the invention therefore more particularly aims to eliminate these drawbacks.
- the process according to the invention may cause a reactor to be deposited in which the deposition of material M will be carried out, said reactor consisting of a closed enclosure containing the aqueous medium consisting of distilled water, heating elements, a first electrode constituting the material M to be deposited, a second electrode constituting the copper, or nickel support, intended to receive the silicon layer and a third electrode, copper, or nickel, intended to apply an electric field inside the enclosure.
- the method according to the invention may then include the following operating phases: • prior oxidation of the support, intended to receive the layer of material M, by immersion in a hydrogen peroxide bath at 130 volumes for 30 seconds at room temperature, said support being made of copper, • heating the distilled water of the reactor to 100 ° C. so as to eliminate the dissolved gases, • addition of potassium hydroxide reactor to the bath, at a rate of 5 grams per liter of distilled water,
- the single figure is a schematic representation of the material deposition reactor M, belonging to column IV of the classification table of D. Mendeleev.
- reactor 1 consists of:
- a plurality of conductive turns 5 making it possible to create a magnetic field in said enclosure 2,
- a plurality of electrodes 6 making it possible to create an electric field in said enclosure 2, • an electrode 7 constituting the material to be deposited, from column IV of the classification table by D.
- Mendeleev that is to say carbon, germanium and silicon,
- An electrode 8 made of semiconductor or metallic material intended to create an electric field in the aqueous medium
- a plurality of electrodes 10 made up of receptacles of other semiconductor or metallic materials in the form of powder,
- a device 11 making it possible to inject doping compounds with the layer deposited in gaseous form
- a device 12 making it possible to inject doping compounds with the layer deposited in liquid form
- the electric generators supplying the plurality of heating elements 4, the plurality of conductive turns 5 and the plurality of electrodes 6 are not shown.
- the reactor 1 is equipped with windows (not shown) allowing the application of visible and non-visible light radiation (UV, IR), HF and X radiation, at the level of the electrode 9, making it possible to promote or disadvantage the deposition of the layer of material from the electrodes 7 or 10.
- UV, IR visible and non-visible light radiation
- HF HF
- X radiation X-ray X
- These radiations are in particular intended to illuminate the electrode 9 in a homogeneous or inhomogeneous manner in order to obtain zones with different properties or a non-uniform layer thickness; one can thus carry out a deposit in three dimensions.
- the electrode 7 is made of 10 " purification silicon 17 ,
- the electrode 8 is made of nickel
- the electrode 9 intended to receive the silicon layer is made of copper, and has undergone a prior oxidation by immersion in a hydrogen peroxide bath at 130 volumes for 30 seconds, "the aqueous medium 3, contained in the enclosure 2 , consists of distilled water previously heated to 100 ° C in order to remove the dissolved gases,
- the electrodes 7 and 8 are electrically connected to ground,
- the electrode 9 is connected to a voltage generator 15, referenced to said mass,
- the voltage generator 15 applies, through a resistance (not shown) of 1000 Ohms, a rectangular voltage, of duty cycle, of amplitude varying between 1 V and 4.5 V and whose period is 10 milliseconds,
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Le procédé selon l'invention fait intervenir un réacteur (1) dans lequel est effectué une déposition d'un matériau, appartenant à la colonne IV du tableau de classification de D. Mendeleïev, ledit réacteur (1) étant constitué d'une enceinte fermée (2), contenant un milieu aqueux (3) constitué d'eau distillée, d'éléments chauffants (4), d'une première électrode (7) constituant le matériau à déposer, d'une seconde électrode (9) constituant le support métallique, en cuivre ou en nickel, destiné à recevoir la couche du matériau et d'une troisième électrode métallique (8) en cuivre ou en nickel, destinée à appliquer un champ électrique à l'intérieur de l'enceinte.
Description
PROCEDE DE DEPOSITION D'UN MATERIAU. APPARTENANT A LA COLONNE IV DU TABLEAU DE CLASSIFICATION. EN MILIEU AQUEUX SUR UN SUPPORT CONDUCTEUR OU SEMICONDUCTEUR.
La présente invention concerne un procédé de déposition d'un matériau M, appartenant à la colonne IV du tableau de classification de D. Mendeleïev, en milieu aqueux spécifiquement adapté à être réalisé sur un support conducteur ou semi-conducteur.
Ce procédé est particulièrement adapté à la réalisation de cellules photo voltaïques et d'afficheurs électroluminescents, de grandes dimensions et à faible coût de revient, et à fabrication de composants semi-conducteurs.
D'une manière générale on sait que la réalisation de couches minces de matériaux semi-conducteurs est effectuée par dépôt sous vide ou par pyrolyse dans un courant de vapeur.
Le dépôt sous vide consiste à transférer les molécules de matériaux semiconducteurs sur un support convenable ; cette opération est effectuée sous vide pour essentiellement deux raisons :
• on évite ainsi les réactions du matériau semi-conducteur avec les gaz de l'atmosphère, ce qui permet de maintenir la température dans les limites telles que la tension de vapeur demeure faible et contrôlable, • on augmente, de la sorte, le libre parcours moyen des molécules qui doivent être transférées de la source au support sans déviation. Le
transfert est opéré en portant la source de matériau semi-conducteur à une température appropriée par chauffage direct, par bombardement d'un faisceau électronique focalisé ou encore par échauffement direct par radiofréquence.
Le procédé de la réaction de pyrolyse en courant de vapeur est employé lorsque la température utile d'évaporation du matériau est trop élevée pour pouvoir garantir l'absence de contamination par le milieu environnant ; ce qui est le cas du silicium. Au niveau du support, on fait rencontrer un courant de " vapeur de silane avec un courant de gaz pouvant réagir avec cette vapeur en donnant comme produit solide du silicium.
Suivant le support employé, la couche déposée peut être monocristalline ou composé de d'îlots microcristallins (couche polycristalline) de diverses grandeurs indépendamment de la méthode de dépôt choisie.
Dans le cas de déposition d'une couche polycristalline de silicium, les deux procédés, sommairement décrits ci-dessus, nécessitent des moyens techniques importants, des conditions de température et de nature de l'atmosphère précises et une grande expertise quant à l'exploitation de ces équipements ; ils ne sont donc pas adaptés à la réalisation de déposition de silicium poly cristallin sur de grandes dimensions à des coûts de revient faibles.
L'invention a donc plus particulièrement pour but de supprimer ces inconvénients.
A cet. effet, elle propose un procédé de déposition d'un matériau semiconducteur polycristallin en milieu aqueux permettant de réaliser une couche de matériau semi-conducteur sur toute sorte de support et notamment sur un support conducteur, tel que du cuivre, dans des conditions de mise en oeuvre extrêmement simples.
Elle se base sur le fait que les matériaux, appartenant à la colonne TV du tableau de classification de D. Mendeleïev, sont difficilement attaquables par les acides isolés et chauds ; inversement il réagit en milieu basique alcalin, et notamment vivement avec la soude, ou la potasse.
Elle consiste à exploiter simultanément la dissolution du matériau M, appartenant à la colonne IV du tableau de classification de D. Mendeleïev, en présence d'un milieu basique alcalin, et la formation de matériau M libre sur un support conducteur ou semi-conducteur par rupture des liaisons M(OH-)x sous l'effet d'un champ électrique associé à l'agitation thermique des atomes de la cible et à une barrière de potentiel localisée à la surface de là cible.
Ainsi le procédé selon l'invention pourra faire mteirenir un réacteur dans lequel sera effectué la déposition de matériau M , ledit réacteur étant constitué d'une enceinte fermée, contenant le milieu aqueux constitué d'eau distillée, d'éléments chauffants, d'une première électrode constituant le matériau M à déposer, d'une seconde électrode constituant le support en cuivre, ou en nickel, destiné à recevoir la couche de silicium et d'une troisième électrode en cuivre, ou en nickel, destinée à appliquer un champ électrique à l'intérieur de l'enceinte.
Le procédé selon l'invention pourra alors comprendre les phases opératoires suivantes : • oxydation préalable du support, destiné à recevoir la couche de matériau M, par immersion dans un bain d'eau oxygénée à 130 volumes durant 30 secondes à température ambiante, ledit support étant en cuivre, • chauffage de l'eau distillée du réacteur à 100°C de manière à éliminer les gaz dissous,
• ajout dans le bain du réacteur d'hydroxyde de potassium, à raison de 5 grammes par litre d'eau distillée,
• refroidissement du bain à 25°C,
• mise en place des trois électrodes, • mise au potentiel de la masse des électrodes en matériau M et en cuivre ou en nickel,
• application d'une tension positive par rapport à la masse sur le support destiné à recevoir la couche de matériau M,
• chauffage de l'ensemble à 99°C, et maintien à cette température durant l' opération de déposition,
• application d'une tension variable autour de ladite tension positive sur le support destiné à recevoir la couche de silicium,
• maintien de ces conditions opératoires jusqu'à obtention de l'épaisseur de matériau M souhaitée.
Un mode d'exécution de l'invention sera décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, avec référence au dessin annexé dans lequel :
La figure unique est une représentation schématique du réacteur de déposition de matériau M, appartenant à la colonne IV du tableau de classification de D. Mendeleïev.
Dans cet exemple, le réacteur 1 est constitué :
• d'une enceinte étanche non métallique 2, contenant un milieu aqueux 3, entourée d'une pluralité d'éléments chauffants 4,
• d'une pluralité de spires conductrices 5 permettant de créer dans ladite enceinte 2 un champ magnétique,
• d'une pluralité d'électrodes 6 permettant de créer dans ladite enceinte 2 un champ électrique,
• d'une électrode 7 constituant le matériau à déposer, de la colonne IV du tableau de classification de D. Mendeleïev, c'est à dire le carbone, le germanium et le silicium,
• d'une électrode 8 réalisée en matériau semi-conducteur ou métallique destinée à créer un champ électrique dans le milieu aqueux,
• d'une électrode 9 constituant le support destiné à recevoir la couche déposée réalisée en matériau semi-conducteur ou métallique tel que du cuivre ou du nickel, cette électrode 9 pouvant consister en une plaque de grandes dimensions,
• d'une pluralité d'électrodes 10 constituées de réceptacles d'autres matériaux semi-conducteurs ou métalliques se présentant sous la forme de poudre,
• d'un dispositif 11 permettant d'injecter des composés de dopage de la couche déposée sous forme gazeuse,
• d'un dispositif 12 permettant d'injecter des composés de dopage de la couche déposée sous forme liquide,
• d'une pluralité de générateur de tension et/ou courant 13, 14, 15 et 16 permettant d'alimenter respectivement les électrodes 7, 8, 9 et 10.
Ne sont pas représentés les générateurs électriques alimentant la pluralités d'éléments chauffants 4, la pluralités de spires conductrices 5 et la pluralité d'électrodes 6.
Par ailleurs, le réacteur 1 est équipé de fenêtres (non représentées) permettant l'application de radiations lumineuses visibles et non visibles ( UV, IR), de radiations HF et X, au niveau de l'électrode 9, permettant de favoriser ou de défavoriser la déposition de la couche de matériau issu des électrodes 7 ou 10. En effet l'utilisation de radiations appropriées se justifie lorsqu'on est en présence d'un matériau déposé cristallisé ; elles permettent la création de
paires électrons/trous libres qui sont particulièrement utiles, lorsque le matériau déposé est peu conducteur, voire isolant.
Ces radiations sont notamment destinées à éclairer l'électrode 9 de manière homogène ou non homogène afin d'obtenir des zones avec des propriétés différentes ou une épaisseur de couche non uniforme ; on peut ainsi réaliser un dépôt en trois dimensions.
D'une façon plus précise, on supposera, à titre d'exemple non limitatif que : • l'électrode 7 est réalisée en silicium de purification 10"17,
• l'électrode 8 est en nickel,
• l'électrode 9 destinée à recevoir la couche de silicium est en cuivre, et a subit une oxydation préalable par immersion dans un bain d'eau oxygénée à 130 volumes durant 30 secondes, « le milieu aqueux 3, contenu dans l'enceinte 2, est constitué d'eau distillée préalablement chauffée à 100°C afin d'éliminer les gaz dissous,
• le milieu aqueux 3, contenu dans l'enceinte 2, est constitué d'eau distillée, exempte de gaz dissous, à laquelle il a été rajouté de Phydroxyde de potassium (M = 56,11 g/mol) à raison de 5 grammes par litre d'eau distillée,
• le milieu aqueux 3, contenu dans l'enceinte 2, constitué d'eau distillée exempte de gaz dissous et contenant une quantité d'hydroxyde de potassium dissous à raison de 5 grammes par litre d' eau distillée, est chauffé à 99°C +/- 1 °C,
• les électrodes 7 et 8 sont reliées électriquement à la masse,
• l'électrode 9 est reliée à un générateur de tension 15, référencé à la dite masse,
• l'éclairage de l'électrode 9 par une source de lumière blanche de 55 000 lux,
• le générateur de tension 15 applique, à travers une résistance (non représentée) de 1000 Ohms, une tension rectangulaire, de rapport cyclique , d'amplitude variant entre 1 V et 4,5 V et dont la période est de 10 millisecondes,
• le courant traversant le circuit constitué de l'électrode 7, le milieu aqueux 3, l'électrode 9 et le générateur 15, se refermant par la masse, varie d'une manière homothétique avec la tension appliquée par le générateur 15, entre deux limites de 0,3 milliampère et 4 milliampères.
Dans ces conditions de fonctionnement, pour une durée de dépôt de 1 heure, une couche de silicium d'épaisseur supérieure à 1 micromètre est déposée sur l'électrode 9.
Les résultats ' obtenus sont identiques en remplaçant le silicium par du germanium ou du carbone.
En effet, une réaction de dissolution du matériau M s'effectue dans le milieu aqueux 3 devenu basique en présence d'hydroxyde de potassium ; cette réaction purement chimique est une attaque anisotropique du matériau M qui a pour effet de produire des atomes de matériau M associés à des radicaux
(OH-) faiblement liés à l'atome de matériau M ; cet ensemble chargé négativement va se déplacer dans le milieu aqueux, sous l'effet du champ électrique présent entre les deux électrodes 8 et 9 pour rencontrer une forte densité d'électrons à la surface de l'électrode 9, due à l'existence d'une barrière de potentiel ; ces électrons sont suffisamment excités pour casser les liaisons M (OH-)x ; l'élément matériau M libre se lie avec la structure atomique de l'électrode 9 pour former une couche de matériau M.
Claims
Revendications
1- Procédé de déposition d'un matériau M, appartenant à la colonne IV du tableau de classification de D. Mendeleïev, en milieu aqueux sur un support conducteur ou semi-conducteur, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser simultanément la dissolution dudit matériau M en présence d'un milieu basique alcalin, et la formation dudit matériau M libre sur le susdit support par rupture des liaisons M(OH-)x sous l'effet d'un champ électrique associé à l'agitation mermique des atomes de la cible et à une barrière de potentiel localisée à la surface de la cible.
2- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit matériau M est du silicium, du germanium ou du carbone.
3- Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il fait intervenir un réacteur constitué d'une enceinte fermée, contenant le milieu aqueux constitué d'eau distillée, équipée d'éléments chauffants, d'une première électrode de matériau M à déposer, d'une seconde électrode constituant le support métallique, en cuivre ou en nickel, destiné à recevoir la couche de matériau M et d'une troisième électrode métallique, en cuivre ou en nickel, destinée à appliquer un champ électrique à l'intérieur de l'enceinte.
4- Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte les phases opératoires suivantes :
• oxydation préalable du support, destiné à recevoir la couche de matériau M, par immersion dans un milieu oxydant, le susdit support étant en cuivre,
• chauffage de l'eau distillée du réacteur de manière à éliminer les gaz dissous,
• ajout dans le bain du réacteur d'un composé basique alcalin,
• refroidissement du bain,
• mise en place des trois électrodes (7), (8), (9)„
• mise au potentiel de la masse des susdites électrodes en matériau M et en cuivre ou en nickel, • application d'une tension positive par rapport à la masse sur le support (9) destiné à recevoir la couche de matériau M,
• chauffage de l'ensemble à une température de déposition, et maintien à cette température durant l'opération de déposition,
• application d'une tension variable autour de ladite tension positive sur le support destiné à recevoir la couche de matériau M,
• maintien de ces conditions opératoires jusqu'à obtention de l'épaisseur de matériau M souhaitée.
- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le réacteur (1) comprend :
• une enceinte étanche (2), contenant un milieu aqueux (3), entourée d'une pluralité d'éléments chauffants (4),
• des moyens (5) permettant de créer dans ladite enceinte (2) un champ magnétique, • des moyens (6) permettant de créer dans ladite enceinte (2) un champ électrique,
• une électrode (7) comprenant un matériau à déposer, de la colonne IV du tableau de classification de D. Mendeleïev,
• une électrode (8) additionnelle destinée à créer un champ électrique dans le milieu aqueux,
• d'une électrode (9) constituant le support destiné à recevoir une couche en ledit matériau à déposer,
- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le réacteur (1) comprend :
• une pluralité d'électrodes (10) constituées de réceptacles d'autres matériaux semi-conducteurs ou métalliques se présentant sous la forme de poudre,
• un dispositif (11) permettant d'injecter des composés de dopage de la couche déposée sous forme gazeuse,
• un dispositif (12) permettant d'injecter des composés de dopage de la couche déposée sous forme liquide,
• une pluralité de générateur de tension et/ou courant (13), (14), (15) et (16) permettant d'alimenter respectivement les électrodes (7), (8), (9) et (10),
• des fenêtres permettant l'application de radiations lumineuses visibles et non visibles ( UV, IR), de radiations HF et X, au niveau de l'électrode (9).
- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'oxydation préalable de l'électrode (9) en cuivre est effectuée par immersion dans un bain d'eau oxygénée à 130 volumes durant 30 secondes à température ambiante.
- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la température de chauffage de l'eau distillée pour éliminer les gaz dissous est de 100°C.
- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le composé basique alcalin est de l'hydroxyde de potassium à raison de 5 grammes par litre d'eau distillée.
0- Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la température de ref oidissement du bain après ajout de l'hydroxyde de potassium est de
25°C.
-Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la température de déposition est de 99°C +/- 1°C.
-Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'électrode (9) consiste en une plaque de grandes dimensions.
- Application du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes à la réalisation de cellules photovoltaïques et d'afficheurs électroluminescents, de grandes dimensions, et à la fabrication de semi- conducteurs.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP03740537A EP1493192A2 (fr) | 2002-04-05 | 2003-03-27 | Procede de deposition electrochimique d'un materiau du groupe iv |
| AU2003260703A AU2003260703A1 (en) | 2002-04-05 | 2003-03-27 | Method for the electrodeposition of a material belonging to column iv |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0204368A FR2838236B1 (fr) | 2002-04-05 | 2002-04-05 | Procede de deposition de silicum polycristallin en milieu aqueux sur un support conducteur ou semi-conducteur |
| FR02/04368 | 2002-04-05 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2003085747A2 true WO2003085747A2 (fr) | 2003-10-16 |
| WO2003085747A3 WO2003085747A3 (fr) | 2004-04-01 |
Family
ID=28052210
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/FR2003/000977 WO2003085747A2 (fr) | 2002-04-05 | 2003-03-27 | Procede de deposition ectrochimique d'un materiau du groupe iv |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1493192A2 (fr) |
| AU (1) | AU2003260703A1 (fr) |
| FR (1) | FR2838236B1 (fr) |
| WO (1) | WO2003085747A2 (fr) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7417186B2 (en) | 2005-05-30 | 2008-08-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Thermoelectric conversion material, thermoelectric conversion element using the same, and electronic apparatus and cooling device comprising the element |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4341610A (en) * | 1978-06-22 | 1982-07-27 | Schumacher John C | Energy efficient process for continuous production of thin semiconductor films on metallic substrates |
| US4571328A (en) * | 1982-09-24 | 1986-02-18 | Teknico Industries, Inc. | Aqueous hydrides |
| US5462723A (en) * | 1993-10-01 | 1995-10-31 | Coralplex, Inc. | Aqueous hydrides and method of manufacture therefore |
-
2002
- 2002-04-05 FR FR0204368A patent/FR2838236B1/fr not_active Expired - Lifetime
-
2003
- 2003-03-27 EP EP03740537A patent/EP1493192A2/fr not_active Withdrawn
- 2003-03-27 WO PCT/FR2003/000977 patent/WO2003085747A2/fr not_active Application Discontinuation
- 2003-03-27 AU AU2003260703A patent/AU2003260703A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4341610A (en) * | 1978-06-22 | 1982-07-27 | Schumacher John C | Energy efficient process for continuous production of thin semiconductor films on metallic substrates |
| US4571328A (en) * | 1982-09-24 | 1986-02-18 | Teknico Industries, Inc. | Aqueous hydrides |
| US5462723A (en) * | 1993-10-01 | 1995-10-31 | Coralplex, Inc. | Aqueous hydrides and method of manufacture therefore |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7417186B2 (en) | 2005-05-30 | 2008-08-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Thermoelectric conversion material, thermoelectric conversion element using the same, and electronic apparatus and cooling device comprising the element |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2003085747A3 (fr) | 2004-04-01 |
| AU2003260703A1 (en) | 2003-10-20 |
| FR2838236A1 (fr) | 2003-10-10 |
| FR2838236B1 (fr) | 2004-07-30 |
| AU2003260703A8 (en) | 2003-10-20 |
| EP1493192A2 (fr) | 2005-01-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0411317B1 (fr) | Procédé et appareillage de formation en continue de films fonctionnels déposés sur une grande surface par dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma micro-ondes | |
| US5393675A (en) | Process for RF sputtering of cadmium telluride photovoltaic cell | |
| US11139170B2 (en) | Apparatus and method for bonding substrates | |
| JP5554786B2 (ja) | 熱電発電機の製造方法 | |
| CH668145A5 (fr) | Procede et installation de depot de silicium amorphe hydrogene sur un substrat dans une enceinte a plasma. | |
| EP1289025A1 (fr) | Procédé de dépot d'une couche d'oxyde sur un substrat et cellule photovoltaique utilisant ce substrat | |
| CA1184284A (fr) | Panneaux electroluminescents, et methode de production desdits panneaux | |
| WO2003085747A2 (fr) | Procede de deposition ectrochimique d'un materiau du groupe iv | |
| Madan et al. | High deposition rate amorphous and polycrystalline silicon materials using the pulsed plasma and “Hot-Wire” CVD techniques | |
| US20090130337A1 (en) | Programmed high speed deposition of amorphous, nanocrystalline, microcrystalline, or polycrystalline materials having low intrinsic defect density | |
| TW201013962A (en) | Method for manufacturing a photovoltaic cell structure | |
| EP0149408A2 (fr) | Procédé et dispositif pour le dépôt, sur un support, d'une couche mince d'un matériau à partir d'un plasma réactif | |
| FR2471671A1 (fr) | Dispositif photovoltaique au silicium amorphe produisant une tension elevee en circuit ouvert | |
| JP3142682B2 (ja) | 太陽電池製造方法及び製造装置 | |
| JP2805611B2 (ja) | 被膜作製方法 | |
| FR2528452A1 (fr) | Procede et dispositif pour la realisation de depots metalliques ou de composes metalliques, a la surface d'une piece en un materiau electriquement conducteur | |
| JPH0372083A (ja) | マイクロ波プラズマｃｖｄ法により大面積の機能性堆積膜を連続的に形成する方法及び装置 | |
| Kruzelecky et al. | DC saddle-field plasma-enhanced vapour deposition | |
| US8349745B2 (en) | Fabrication of a semiconductor nanoparticle embedded insulating film luminescence device | |
| US20090053428A1 (en) | Programmed high speed deposition of amorphous, nanocrystalline, microcrystalline, or polycrystalline materials having low intrinsic defect density | |
| JP2003068643A (ja) | 結晶性シリコン膜の作製方法及び太陽電池 | |
| JPH0620975A (ja) | 炭素膜作製方法 | |
| JPS61189625A (ja) | 堆積膜形成法 | |
| CN116190488A (zh) | 太阳能电池的接触结构、制备方法及太阳能电池 | |
| JPH1070297A (ja) | 太陽電池の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| AK | Designated states |
Kind code of ref document: A2 Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NO NZ OM PH PL PT RO RU SD SE SG SK SL TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VN YU ZA ZM ZW |
|
| AL | Designated countries for regional patents |
Kind code of ref document: A2 Designated state(s): GH GM KE LS MW MZ SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG |
|
| DFPE | Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101) | ||
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application | ||
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 2003740537 Country of ref document: EP |
|
| WWP | Wipo information: published in national office |
Ref document number: 2003740537 Country of ref document: EP |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: JP |
|
| WWW | Wipo information: withdrawn in national office |
Country of ref document: JP |