Spectrometrie d'ionisation resonante pour l'analyse des solides : applications a la detection d'impuretes metalliques dans le silicium destine a la fabrication de photopiles
Institution:
Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008)Disciplines:
Directors:
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Il est bien connu que des traces d'impuretes metalliques a des concentrations de l'ordre du ppb peuvent affecter de maniere significative le rendement des dispositifs photovoltaiques. La recherche d'impuretes metalliques dans le silicium revet donc une importance particuliere. Afin de pouvoir detecter la plupart des metaux a de tres faibles teneurs, nous avons developpe un spectrometre d'ionisation resonante compose essentiellement d'un sims a quadrupole couple a un laser accordable en longueur d'onde. Nous avons baptise notre appareil siras (spectrometre d'ionisation resonnante pour l'analyse des solides). Le premier chapitre de ce memoire est consacre a l'etude bibliographique des phenomenes physiques sur lesquels repose la methode: la pulverisation ionique, la postionisation et l'ionisation resonante. Dans une deuxieme partie, nous decrivons notre dispositif experimental et les ameliorations successives que nous y avons apportees. Le troisieme chapitre est consacre a l'etude de l'ionisation resonante avec le schema a une couleur et une resonance, dans la gamme de 280 a 300 nm, de certaines impuretes connues pour affecter le rendement des photopiles (fe, ti, cr, mn, ta, zr, co, v). Nous etudions ensuite les performances de la methode (sensibilite, limite de detection, rendement, influence des effets de matrice). Enfin, la derniere partie du memoire est consacree plus particulierement a l'analyse du silicium. A partir d'un profil de distribution en profondeur de titane dans le silicium, une limite de detection pour le titane de 140 ppb a ete mise en evidence. Par la suite, nous avons applique la technique a la recherche de fer dans le silicium destine a la fabrication de photopiles. Nous avons ainsi montre qu'il y avait une correlation entre la teneur en fer du materiau et la longueur de diffusion des porteurs minoritaires