Développement du procédé de purification du silicium par plasma thermique RF (mécanisme d élimination des impuretés)

L objectif de ce travail est le développement d un procédé de purification du silicium métallurgique par plasma thermique avec polarisation du silicium fondu, dans le but d augmenter les cinétiques d élimination des impuretés. Nous avons étudié l effet simultané de la polarisation et de la composition du plasma sur les processus d élimination des impuretés. Le suivi en ligne de la purification est effectué par Spectroscopie Optique d Emission, ce qui permet de comprendre les processus de transfert de matière entre le silicium et le plasma. La composition avant et après traitement des échantillons de silicium, est quant à elle déterminée par LIBS et ICP. Ces trois méthodes basées sur la spectroscopie d émission ont permis d établir le rôle de la polarisation et de la composition du plasma sur l élimination des impuretés. Ainsi, nous avons montré que les cinétiques d élimination des impuretés métalliques étaient améliorées par l application d un potentiel anodique sur l échantillon avec un traitement sous plasma composé de préférence d argon pur exclusivement. En revanche, le potentiel électrique n influe pas de façon sensible sur les cinétiques d élimination du bore. Seule l introduction simultanée d hydrogène et d oxygène permet de l augmenter significativement. Par ailleurs, les analyses d exodiffusion du deutérium ont permis de montrer l effet du potentiel électrique sur le dopage du silicium par l hydrogène. L étude de l interaction des impuretés avec leur environnement nous conduit à proposer un mécanisme chimique et électrochimique d élimination des impuretés du bain de silicium fondu.PARIS-BIUSJ-Physique recherche (751052113) / SudocSudocFranceF