Abstract FR:

Ce travail ouvre le champ exploratoire de l'elaboration de couches minces de silicium par depot rapide en plasma thermique. L'objectif recherche est l'obtention d'un materiau de haute purete a propriete semiconductrice dans le cadre des applications photovoltaiques. L'etude effectuee est centree sur la mise au point d'un procede de fusion de particules de silicium de diametres initials variables (50 a 200 m) par transfert thermique entre le plasma argon/hydrogene et la particule. L'hydrodynamique de l'ecoulement, les proprietes de transport du plasma, les proprietes physiques du materiau constituent les premieres etapes du travail a analyser. Il convient en particulier de mesurer le temps de sejour des particules dans les champs de temperatures du jet plasma engendre par la torche rf. Cette etude experimentale associant anemometrie doppler laser, pour la mesure des vitesses, et emission atomique des especes dans le plasma, permet de suivre les echanges de matiere sur la trajectoire des particules et par la meme, permet de remonter aux echanges de chaleur responsables des processus de fusion, d'evaporation et de purification du materiau. La nature du gaz plasmagene et en particulier la teneur en hydrogene du melange argon/hydrogene constitue une etape importante puisqu'elle agit simultanement sur les phenomenes de transfert de chaleur et sur le processus de modification chimique du materiau (reduction des oxydes, diffusion de l'hydrogene a cur). La qualification des couches obtenues par meb, xps et specroscopie de masse a partir d'echantillons tests permet de relier le procede de fusion et l'elaboration d'un materiau couche mince.