Silicium dopé à l'or : étude de la conductivité et de la durée de vie des porteurs en excès^*

Laboratoire d’Électronique Fondamentale de la Faculté des Sciences d’Orsay (Professeur P. Grivet) Bâtiment 220, Faculté des Sciences - 91 - Orsay, France

Résumé

Nous avons étudié l'influence d'une diffusion d'or sur deux propriétés électriques du silicium : la conductivité et la durée des porteurs en excès. Nous nous sommes particulièrement intéressés au cas où la concentration en or est supérieure à celle des impuretés de dopage initialement présentes (surcompensation). On montre que, pour les cristaux surcompensès, la conductivité mesurée est différente de la conductivité prévue par la statistique usuelle. On tente d'interpréter ces divergences. Les mesures de durée de vie ont révélé que la surcompensation fait systématiquement apparaître un allongement de la durée de vie qui augmente alors rapidement lorsque la température décroît. Ce phénomène semble être dû à un piégeage des minoritaires et une tentative d'interprétation est donnée.

Abstract

We studied the effects of gold diffusion on two electrical properties of silicon : conductivity and lifetime of excess carriers. We concerned ourselves in particular with the case where the density of gold atoms introduced is higher than that of the doping impurities originally present (over-compensation). It is shown that the conductivity measured for the overcompensated crystals is different of the conductivity deduced from the conventional statistic. We attempt to explain these differences. Measurements of lifetime have shown that overcompensation causes a lengthening of lifetime, rising steeply therefore as temperature falls. The phenomenon is apparently accounted for by a trapping of minority carriers, and a tentative explanation is proffered.