Rev. Phys. Appl. (Paris) 19, 297-306 (1984)
DOI: 10.1051/rphysap:01984001904029700

Résistance du substrat de carbone au silicium fondu dans le procédé RAD

J. Goma¹, A. Oberlin¹, E. Kerrand² et C. Belouet<sup>2

1</sup>  Laboratoire Marcel Mathieu, ER 131 CNRS, 45046 Orléans Cedex, France
²  Laboratoires de Marcoussis, Centre de Recherches de la C.G.E., Route de Nozay, 91460 Marcoussis, France

Abstract
The results of a study on the origin of the reactivity of high-temperature lamellar pyrocarbons (HTLP) with molten silicon are presented. HTLP layers form the protective coating of the soft graphite ribbon which is used in the RAD process as a substrate for the growth of thin silicon layers in relation to photovoltaic applications. This type of coating was selected for its low reactivity with molten silicon in the absence of textural defects. On the basis of studies of silicon-pyrocarbon interfaces by means of transmission electron microscopy, it is concluded that the reactivity is in direct relation to the density of free edges of aromatic layers. It is shown that HTLP grown on a graphite ribbon previously purified in chlorine do not exhibit textural defects if their deposition conditions are carefully controlled (e.g., by means of a continuous growth process in an open oven). In turn, perfect HTLP coatings obviate the contamination of the melt by the carbon ribbon.

Résumé
Cet article présente les résultats d'une étude sur les origines de la réactivité des pyrocarbones lamellaires de haute température (PLHT) avec le silicium fondu. Les dépôts de PLHT constituent le revêtement protecteur d'un ruban de graphite souple utilisé comme support dans la croissance de couches minces de silicium par le procédé RAD dans le cadre d'applications photovoltaïques. Ce type de revêtement a été choisi en raison de sa non-réactivité avec le silicium fondu en l'absence de défauts de texture. Les études d'interfaces silicium-pyrocarbone par microscopie électronique en transmission montrent que la réactivité est en relation directe avec la densité de bords libres de couches aromatiques. On montre que dans le cas de conditions de croissance bien contrôlées (dépôt par défilement continu en four ouvert), les PLHT déposés sur un ruban de graphite préalablement purifié au chlore ne présentent plus de défauts de texture. En corollaire, ce type de revêtement évite une contamination du bain de silicium par le ruban de carbone.

PACS
6150C - Physics of crystal growth.
8110F - Crystal growth from melt.

Key words
crystal growth from melt -- graphite -- substrates -- molten Si -- Ribbon Against Drop method -- origin -- reactivity -- high temperature lamellar pyrocarbons -- protective coating -- soft graphite ribbon -- RAD process -- photovoltaic applications -- textural defects -- transmission electron microscopy -- density of free edges -- aromatic layers -- continuous growth process -- open oven