TITRE : PROCEDE DE DETERMINATION D’UNE RESISTANCE CARREE D’UN SUBSTRAT SEMICONDUCTEUR APRES IMPLANTATION IONIQUE PAR IMMERSION PLASMA ET RECUIT THERMIQUE

DOMAINE TECHNIQUE

[0001] La présente invention est relative à une technique de dopage d’un substrat semi-conducteur par implantation, mise en œuvre lors de la fabrication de cellules solaires (également appelées cellules photovoltaïques) ou d’autres dispositifs électroniques. La présente invention concerne un procédé de détermination d’une résistance carrée d’un substrat semiconducteur après implantation ionique par immersion plasma et recuit thermique, un procédé d’établissement d’une table de correspondance entre facteur de réflexion d’un substrat semiconducteur après implantation ionique par immersion plasma et avant recuit thermique, et résistance carrée du substrat semiconducteur après recuit thermique, un procédé de de dopage de substrats semi-conducteurs mettant en œuvre un calcul de résistance carrée d’un substrat semiconducteur après implantation ionique par immersion plasma et recuit thermique.

ÉTAT DE LA TECHNIQUE

[0002] Un procédé de fabrication de cellules solaires comporte une étape de dopage d’un substrat semiconducteur, qui comporte à son tour :

- une sous-étape d’implantation ionique des dopants, relativement rapide, c’est-à-dire de quelques secondes à quelques minutes, et

- une sous-étape d’activation des dopants par recuit thermique, relativement longue, c’est-à-dire de quelques minutes à plusieurs heures.

[0003] Toute variation de la dose de dopants implantés induit, après l’étape de recuit thermique, une variation de la résistance carrée de la zone dopée. Dans le cadre de la fabrication de cellules solaires, on cherche à contrôler la résistance carrée des substrats semiconducteurs dopés de manière à réduire la variabilité de la résistance carrée à l’échelle d’une chaîne de production.

[0004] La notion de résistance carrée est définie ci-après. Soit une couche s’étendant dans un plan de référence et présentant : - une épaisseur W mesurée normalement au plan de référence,

- une longueur mesurée perpendiculairement à l’épaisseur W et

- une largeur mesurée perpendiculairement à l’épaisseur W et à la longueur,

[0005] La couche est carrée au sens où sa largeur égale sa longueur. La couche présentant une résistivité p pour une conduction selon le plan de référence, on définit sa résistance carrée Rcar par :

[0006] [Math. 1 ]

[0007] Il existe deux techniques d’implantation ionique :

- l’implantation ionique classique par faisceaux d’ions, qui consiste à accélérer des ions de masse et d’énergie sélectionnées en direction de la surface du matériau à doper, et

- l’implantation ionique par immersion plasma PIM (de l’anglais « Plasma Immersion Ion Implantation »), qui consiste à appliquer des impulsions négatives haute tension à un substrat conducteur plongé dans un plasma. Les ions positifs présents dans le plasma sont alors accélérés vers la surface du substrat où ils sont implantés.

[0008] Avec la première technique d’implantation ionique classique par faisceaux d’ions, on accède à la dose de dopants implantés en mesurant le courant d’implantation, sachant que tous les ions implantés sont des dopants. Cela permet de calculer la résistance carrée en cours d’implantation et/ou en fin d’implantation, au lieu de devoir attendre la fin du recuit thermique d’activation pour la mesurer.

[0009] Mais avec la deuxième technique d’implantation ionique par PIM, on ne dispose pas d’une méthode de dosimétrie suffisamment précise, fiable et répétable pour accéder à la dose de dopants implantés. Une raison à cela est notamment que la dose d’ions implantés n’est pas égale à la dose de dopants implantés car tous les ions du plasma sont implantés et pas seulement les ions dopants.

[0010] Afin d’améliorer le contrôle de l’implantation ionique par PMI, le document US 2008/0318345 A1 propose d’établir initialement une table de correspondance entre facteur de réflexion et dose de dopants implantés. On peut ensuite exercer une surveillance en cours d’implantation et/ou un contrôle en fin d’implantation, au moyen d’une ou plusieurs mesures de facteur de réflexion. L’intérêt d’une surveillance en cours d’implantation est d’arrêter l’implantation dès que la bonne dose est atteinte, sans la dépasser. L’intérêt d’un contrôle en fin d’implantation est de n’envoyer à l’étape suivante de recuit thermique que des substrats ayant la bonne dose, les autres étant jetés ou renvoyés à l’étape d’implantation. Toutefois, l’étape initiale d’établissement de la table de correspondance entre facteur de réflexion et dose de dopants implantés peut s’avérer longue, complexe et coûteuse à mettre en œuvre. Elle requiert en effet l’utilisation de techniques de caractérisation avancées, comme la spectrométrie de masse à ionisation secondaire SIMS (de l’anglais « Secondary Ion Mass Spectrometry »). Cet inconvénient est d’autant plus problématique que la table finalement établie n’est valable que pour certaines conditions opératoires : dès que les conditions opératoires varient, une nouvelle table doit être établie. Pour toutes ces raisons, cet art antérieur n’est pas compatible avec une exploitation industrielle.

[0011]

RÉSUMÉ DE L’INVENTION

[0012] On constate qu’il existe un besoin de contrôler plus facilement et rapidement la résistance carrée de substrats semiconducteurs dopés par implantation ionique par immersion plasma PIM et recuit thermique. L’invention offre une solution à ce problème en proposant d’utiliser une table de correspondance directement entre facteur de réflexion après implantation mais avant recuit et résistance carrée après recuit, sans passer par une mesure de la dose de dopants implantés. De cette manière, il n’est pas nécessaire lors de l’établissement de la table de correspondance de mettre en œuvre une technique de caractérisation avancée de type SIMS pour mesurer des doses de dopants implantés. L’invention offre une solution qui n’utilise que des caractérisations pouvant être mises en œuvre sur une chaîne de production industrielle, par exemple de cellules solaires. On entend par chaîne de production industrielle de cellules solaires, une chaîne typiquement capable de traiter plus de 1500 substrats semiconducteurs par heure, et plus précisément de l’ordre de 3000 substrats semiconducteurs par heure.

[0013] Un premier aspect de l’invention concerne ainsi un procédé de détermination d’une résistance carrée d’un substrat semiconducteur après implantation ionique par immersion plasma et recuit thermique, comprenant une étape de calcul de la résistance carrée du substrat semiconducteur au moyen d’un facteur de réflexion du substrat semiconducteur après son implantation ionique par immersion plasma et avant son recuit thermique, et d’une table de correspondance entre facteur de réflexion avant recuit thermique et résistance carrée après recuit thermique, l’étape de calcul étant mise en œuvre au moyen d’un calculateur comportant une mémoire dans laquelle est enregistrée la table de correspondance.

[0014] Les expressions « résistance carrée d’un substrat semiconducteur après implantation ionique par immersion plasma et recuit thermique » et « résistance carrée après recuit » font référence à la résistance carrée d’un substrat semiconducteur dopé par implantation ionique par immersion plasma PIM et recuit thermique, autrement dit à la résistance carrée d’un substrat semiconducteur ayant subi une étape d’implantation ionique par immersion plasma PIM puis une étape d’activation par recuit thermique. De la même façon, les expressions « facteur de réflexion du substrat semiconducteur après son implantation ionique par immersion plasma et avant son recuit thermique » et « facteur de réflexion avant recuit thermique » font référence au facteur de réflexion (ou réflectivité) du substrat semiconducteur ayant subi uniquement l’étape d’implantation ionique par immersion plasma PMI.

[0015] Le procédé de détermination selon le premier aspect de l’invention peut facilement être introduit sur une chaîne de production industrielle, simplement par l’ajout du calculateur, ce calculateur étant apte à recevoir en entrée une valeur de facteur de réflexion (avant recuit) et à renvoyer en sortie une valeur de résistance carrée (après recuit), grâce à la table de correspondance. La modification apportée à la chaîne de production industrielle est très peu coûteuse, que ce soit en temps (de mesure et de calcul) ou en argent (prix de l’équipement additionnel).

[0016] En déterminant de cette façon la résistance carrée après recuit du substrat semi-conducteur, autrement dit la résistance carrée « finale » (le recuit active au moins une partie des ions dopants implantés et modifie la résistance carrée du substrat), le procédé de détermination offre la possibilité de modifier les conditions d’implantation pour ajuster la résistance carrée finale sans attendre la fin du recuit thermique d’activation pour la mesurer. La résistance carrée finale de plusieurs substrats introduits ultérieurement dans la chaîne de production peut ainsi être ajustée sans interrompre la chaîne de production.

[0017] De préférence, le procédé de détermination selon le premier aspect de l’invention comporte une étape de mesure du facteur de réflexion du substrat semiconducteur après son implantation ionique par immersion plasma et avant son recuit thermique. [0018] L’ajout d’une source de lumière et d’un capteur de lumière adaptés pour la mesure d’un facteur de réflexion du substrat semiconducteur est une modification facile à introduire sur une chaîne de production industrielle. La modification apportée à la chaîne de production industrielle reste très peu coûteuse, que ce soit en temps (de mesure et de calcul) ou en argent (prix de l’équipement additionnel).

[0019] Un deuxième aspect de l’invention concerne un procédé d’établissement d’une table de correspondance entre facteur de réflexion d’un substrat semiconducteur après implantation ionique par immersion plasma et avant recuit thermique, et résistance carrée du substrat semiconducteur après recuit thermique, le procédé comportant, pour tout entier naturel N d’un intervalle [1 ; n] avec n supérieur ou égal à 2 :

- une étape d’implantation ionique par immersion plasma d’une N-ième dose distincte dans un N-ième substrat semiconducteur distinct ;

- une étape de mesure d’un facteur de réflexion du N-ième substrat semiconducteur après son implantation ionique par immersion plasma ;

- une étape d’activation par recuit thermique du N-ième substrat semiconducteur ;

- une étape de mesure d’une résistance carrée du N-ième substrat semiconducteur après son activation par recuit thermique ;

- une étape de mise à jour de la table de correspondance avec le facteur de réflexion et la résistance carrée mesurés pour le N-ième substrat semiconducteur.

[0020] Le procédé d’établissement d’une table de correspondance selon le deuxième aspect de l’invention fait parcourir à plusieurs substrats semiconducteur le cycle classique d’une chaîne de production industrielle pour réaliser la table, en utilisant simplement un paramétrage d’implantation distinct pour chaque substrat semiconducteur de manière à implanter une dose distincte dans chaque substrat semiconducteur, et en ajoutant une mesure du facteur de réflexion de chaque substrat semiconducteur après son implantation. De même que le procédé selon le premier aspect de l’invention, le procédé d’établissement de la table de correspondance selon le deuxième aspect de l’invention est également un procédé peu coûteux et compatible avec une chaîne de production industrielle. Il peut par exemple être mis en œuvre au moyen d’une mesure de type 4 pointes.

[0021 ] Le procédé d’établissement d’une table de correspondance selon le deuxième aspect de l’invention peut également présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :

- n est supérieur ou égal à 3, chacune des étapes étant réalisée au moins pour des premier, deuxième et troisième substrats semiconducteurs distincts, avec respectivement des première, deuxième et troisième doses distinctes.

- Chaque étape de mesure d’un facteur de réflexion est réalisée à plusieurs longueurs d’onde. Cela permet d’obtenir plusieurs tables de correspondances et de choisir parmi elles celle qui présente la meilleure corrélation, avec la plus faible erreur, entre facteur de réflexion et résistance carrée. Par la suite, chaque mesure d’un facteur de réflexion pour la détermination d’une résistance carrée est réalisée à la même longueur d’onde que celle ayant servi à établir la table de correspondance.

[0022] Un troisième aspect de l’invention concerne un procédé de dopage de substrats semi-conducteurs comprenant :

- une étape d’implantation ionique par immersion plasma d’un premier substrat semiconducteur, avec un paramétrage initial ;

- une étape de mesure d’un facteur de réflexion du premier substrat semiconducteur après son implantation ionique par immersion plasma ;

- une étape de calcul de la résistance carrée du premier substrat semiconducteur au moyen du facteur de réflexion mesuré et d’une table de correspondance entre facteur de réflexion avant recuit thermique et résistance carrée après recuit thermique ;

- une étape de comparaison de la résistance carrée calculée pour le premier substrat semiconducteur avec une résistance carrée cible ;

- une étape d’implantation ionique par immersion plasma d’un deuxième substrat semiconducteur, avec un paramétrage ajusté en fonction d’un résultat de l’étape de comparaison précédente : paramétrage ajusté identique au paramétrage initial si la résistance carrée calculée pour le premier substrat semiconducteur est égale à la résistance carrée cible ; paramétrage ajusté différent du paramétrage initial sinon.

[0023] Le procédé de dopage selon le troisième aspect de l’invention met en place une boucle de contre-réaction : l’implantation ionique par immersion plasma du substrat semiconducteur (n+1 ) bénéficie du contrôle réalisé à l’issue de l’implantation ionique par immersion plasma du substrat semiconducteur n.

[0024] Le procédé de dopage selon le troisième aspect de l’invention peut également présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :

- Le facteur de réflexion du premier substrat semiconducteur est mesuré à une seule longueur d’onde. Cela permet de simplifier l’équipement à insérer dans la ligne de production et d’accélérer l’étape de mesure. On utilise la longueur d’onde ayant servi à établir la table de correspondance.

- La longueur d’onde de mesure est comprise de préférence entre 280 nm et 390 nm. On constate expérimentalement une très bonne correspondance entre facteur de réflexion et résistance carrée, avec une faible marge d’erreur, pour cet intervalle de longueurs d’onde.

- Le procédé de dopage comporte en outre :

- une étape d’activation par recuit thermique du premier substrat semiconducteur ;

- une étape de mesure de la résistance carrée du premier substrat semiconducteur après son activation par recuit thermique ;

- une étape de mise à jour de la table de correspondance avec le facteur de réflexion et la résistance carrée mesurés pour le premier substrat semiconducteur.

- Le procédé de dopage comporte une étape initiale d’établissement de la table de correspondance entre facteur de réflexion avant recuit thermique et résistance carrée après recuit thermique, selon le deuxième aspect de l’invention.

- Le procédé de dopage est mis en œuvre lors de la fabrication de cellules solaires.

[0025] Un quatrième aspect de l’invention concerne une chaîne de production industrielle comportant des moyens aptes et destinés à mettre en œuvre un procédé selon l’un quelconque des premier, deuxième ou troisième aspects de l’invention. La chaîne de production est avantageusement une chaîne de production de cellules solaires. [0026] D’une manière générale, les étapes listées dans les différents procédés ne sont pas exhaustives. En particulier, l’étape de mesure de la résistance carrée du N-ième substrat semiconducteur n’est pas nécessairement immédiatement consécutive à l’étape d’activation par recuit thermique du N-ième substrat semiconducteur : il peut y avoir des étapes intermédiaires, par exemple de nettoyage et/ou dépôt de couches de passivation et/ou anti-reflet et/ou dépôt de lignes métalliques. A la limite, la mesure de résistance carrée peut être réalisée sur cellule solaire finie.

[0027] Par ailleurs, sur une chaîne de production industrielle de cellules solaires, le procédé de détermination d’une résistance carrée selon le premier aspect de l’invention n’est de préférence pas appliqué à tous les substrats semiconducteurs passant sur la ligne de production, afin de privilégier un débit plus rapide. On préfère appliquer le procédé selon le premier aspect de l’invention à une partie seulement des substrats semiconducteurs, par exemple un par lot (« run » en anglais) ou un par minute, afin de vérifier qu’il n’y a pas de dérive. Lorsqu’une dérive est détectée, le paramétrage est ajusté de préférence pour les lots suivants, en laissant les substrats semiconducteurs ayant commencé à subir une dérive poursuivre leur parcours sur la ligne de production. De même, lorsque la table de correspondance est mise à jour au cours du procédé de dopage selon le troisième aspect de l’invention, la chaîne de production n’est de préférence pas interrompue, de sorte que de nombreux substrats semiconducteurs sont implantés entre l’implantation du premier substrat semiconducteur et la mise à jour de la table de correspondance.

BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES

[0028] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées listées ci-après.

[0029] [Fig. 1 ] montre un diagramme des étapes d’un procédé de détermination d’une résistance carrée d’un substrat semiconducteur après implantation ionique par immersion plasma et recuit thermique, selon un premier aspect de l’invention.

[0030] [Fig. 2] montre un diagramme des étapes d’un procédé d’établissement d’une table de correspondance entre facteur de réflexion d’un substrat semiconducteur après implantation ionique par immersion plasma et avant recuit thermique, et résistance carrée du substrat semiconducteur après recuit thermique, selon un deuxième aspect de l’invention. [0031 ] [Fig. 3a] montre un diagramme des étapes d’un procédé de dopage de substrats semiconducteurs, selon un premier mode de réalisation d’un troisième aspect de l’invention.

[0032] [Fig. 3b] montre un diagramme des étapes d’un procédé de dopage de substrats semiconducteurs, selon un deuxième mode de réalisation du troisième aspect de l’invention.

[0033] Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l’ensemble des figures.

DESCRIPTION DÉTAILLÉE

[0034] Un premier aspect de l’invention concerne un procédé 1 de détermination d’une résistance carrée d’un substrat semiconducteur après implantation ionique par immersion plasma PIM et après recuit thermique, au moyen d’un facteur de réflexion du substrat semiconducteur après son implantation ionique par immersion plasma et avant son recuit thermique, et d’une table de correspondance entre facteur de réflexion avant recuit thermique et résistance carrée après recuit thermique. Le procédé 1 comporte donc au moins une étape 12 de détermination, ou calcul, d’une résistance carrée du substrat semiconducteur au moyen d’un facteur de réflexion et d’une table de correspondance entre facteur de réflexion avant recuit thermique et résistance carrée après recuit thermique. L’étape 12 est mise en œuvre au moyen d’un calculateur, par exemple un processeur, comportant une mémoire, par exemple une mémoire RAM, sur laquelle est enregistrée la table de correspondance. Le calculateur est configuré pour recevoir en entrée une valeur de facteur de réflexion et pour renvoyer en sortie une valeur de résistance carrée correspondante, selon la table de correspondance.

[0035] Plus précisément, le procédé 1 peut comporter une étape 1 1 de mesure d’un facteur de réflexion du substrat semiconducteur, après son implantation ionique par immersion plasma PIM et avant son recuit thermique ; et l’étape 12 de calcul de la résistance carrée du substrat semiconducteur au moyen du facteur de réflexion mesuré et de la table de correspondance entre facteur de réflexion avant recuit thermique et résistance carrée après recuit thermique, comme le montre schématiquement le diagramme de la figure 1. L’étape 1 1 est mise en œuvre au moyen d’une source de lumière, par exemple une source laser, configurée pour éclairer le substrat semiconducteur à une certaine longueur d’onde ou plage de longueurs d’onde d’intérêt, et d’un capteur de lumière configuré pour mesurer un facteur de réflexion du substrat semiconducteur.

[0036] Au moment où le facteur de réflexion est mesuré, les dopants implantés ne sont pas activés. Le dopage du substrat semiconducteur n’est donc pas encore effectif et il n’est pas possible de mesurer une résistance carrée du substrat dopé.

[0037] On mesure de préférence le facteur de réflexion du substrat semiconducteur à une seule longueur d’onde lors de l’étape 1 1 . La longueur d’onde est de préférence comprise entre 280 nm et 390 nm, par exemple 350 nm. En effet, on observe expérimentalement une très bonne correspondance entre facteur de réflexion et résistance carrée à ces longueurs d’onde, permettant une faible erreur sur la détermination de la résistance carrée.

[0038] La figure 3a montre un diagramme des étapes d’un procédé 3 de dopage de substrats semiconducteurs, selon un premier mode de réalisation d’un troisième aspect de l’invention. Selon le premier mode de réalisation, le procédé 3 comporte une étape 10 d’implantation ionique par immersion plasma d’un premier substrat semiconducteur, avec un paramétrage initial ; suivie de l’étape 1 1 de mesure d’un facteur de réflexion du premier substrat semiconducteur ; puis de l’étape 12 de calcul de la résistance carrée du premier substrat semiconducteur, au moyen du facteur de réflexion mesuré et de la table de correspondance. Le procédé 3 comporte ensuite une étape 13 de comparaison de la résistance carrée calculée pour le premier substrat semiconducteur avec une résistance carrée cible ; puis une étape 20 d’implantation ionique par immersion plasma d’un deuxième substrat semiconducteur, avec un paramétrage ajusté en fonction du résultat de l’étape de comparaison précédente. Si la résistance carrée calculée pour le premier substrat semiconducteur est égale à la résistance carrée cible, le paramétrage ajusté est identique au paramétrage initial de l’étape 10. Sinon, le paramétrage ajusté est différent du paramétrage initial de l’étape 10. Parallèlement à l’étape 13 de comparaison et à l’étape 20 d’implantation ionique du deuxième substrat semiconducteur, le premier substrat semiconducteur poursuit typiquement son parcours sur la ligne de production.

[0039] Le procédé 3 selon le premier mode de réalisation peut être itéré au sein d’une chaîne de production industrielle : l’étape 20 est alors suivie d’une étape 21 de mesure d’un facteur de réflexion du deuxième substrat semiconducteur ; puis d’une étape 22 de calcul de la résistance carrée du deuxième substrat semiconducteur, au moyen du facteur de réflexion mesuré et de la table de correspondance ; puis d’une étape 23 de comparaison de la résistance carrée calculée pour le deuxième substrat semiconducteur avec la résistance carrée cible ; puis d’une étape 30 d’implantation ionique par immersion plasma d’un troisième substrat semiconducteur, avec un paramétrage ajusté en fonction du résultat de l’étape de comparaison précédente (paramétrage ajusté égal au paramétrage ajusté de l’étape 20 si la résistance carrée calculée pour le deuxième substrat semiconducteur est égale à la résistance carrée cible ; paramétrage ajusté différent du paramétrage ajusté de l’étape 20 sinon) ; etc. Parallèlement à l’étape 23 de comparaison et à l’étape 30 d’implantation ionique du troisième substrat semiconducteur, le deuxième substrat semiconducteur poursuit typiquement son parcours sur la ligne de production.

[0040] Les étapes 10 et 20 sont mises en œuvre au moyen d’un système d’implantation ionique par immersion plasma PIM, tandis que l’étape 13 est mise en œuvre au moyen du calculateur précédemment décrit, la résistance carrée cible étant enregistrée dans la mémoire du calculateur.

[0041 ] La figure 3b montre un diagramme des étapes d’un procédé 3 de dopage de substrats semiconducteurs, selon un deuxième mode de réalisation du troisième aspect de l’invention. Selon le deuxième mode de réalisation, le procédé 3 comporte, en plus des étapes précédemment décrites, suite à l’étape 13 de comparaison de la résistance carrée calculée pour le premier substrat semiconducteur avec la résistance carrée cible, une étape 14 d’activation par recuit thermique du premier substrat semiconducteur ; puis une étape 15 de mesure de la résistance carrée du premier substrat semiconducteur ; puis une étape 16 de mise à jour de la table de correspondance avec le facteur de réflexion et la résistance carrée mesurés pour le premier substrat semiconducteur. Cela permet de continuer à alimenter la table de correspondance, au-delà de son établissement initial. Ainsi, la table de correspondance n’est pas figée et peut évoluer. Elle pourra notamment s’adapter à une modification des conditions opératoires au cours du temps. On entend par « conditions opératoires » les conditions propres à une chaîne de production donnée : état de surface des substrats semiconducteurs avant implantation, paramètres d’implantation, paramètres du recuit thermique.

[0042] Le procédé 3 selon le deuxième mode de réalisation peut être itéré au sein d’une chaîne de production industrielle : l’étape 20 est alors suivie de l’étape 21 de mesure d’un facteur de réflexion du deuxième substrat semiconducteur ; puis de l’étape 22 de calcul de la résistance carrée du deuxième substrat semiconducteur, au moyen du facteur de réflexion mesuré et de la table de correspondance ; puis de l’étape 23 de comparaison de la résistance carrée calculée pour le deuxième substrat semiconducteur avec la résistance carrée cible. L’étape 23 est alors suivie à la fois :

- de l’étape 30 d’implantation ionique par immersion plasma du troisième substrat semiconducteur, précédemment décrite ; et

- d’une étape 24 d’activation par recuit thermique du deuxième substrat semiconducteur ; puis d’une étape 25 de mesure de la résistance carrée du deuxième substrat semiconducteur ; puis d’une étape 26 de mise à jour de la table de correspondance avec le facteur de réflexion et la résistance carrée mesurés pour le deuxième substrat semiconducteur.

[0043] Selon le deuxième mode de réalisation du procédé 3, les étapes 14 d’activation par recuit thermique du premier substrat semiconducteur, et 20 d’implantation ionique par immersion plasma du deuxième substrat semiconducteur, sont toutes les deux consécutives à l’étape 13 de comparaison de la résistance carrée calculée pour le premier substrat semiconducteur avec la résistance carrée cible. L’étape 14 peut débuter avant ou après l’étape 20, ou les étapes 14 et 20 peuvent débuter simultanément. Lorsque le procédé 3 selon le deuxième mode de réalisation de l’invention est itéré au sein d’une chaîne de production industrielle, le minutage des étapes 14 et 20 ne préjuge pas de celui des étapes 15 et 16 d’une part, vis-à-vis de celui des étapes 21 à 26 d’autre part, puisque les étapes 14 et 20 ne sont pas de même durée : le recuit thermique est beaucoup plus long que l’implantation ionique par immersion plasma. De même, l’étape 24 d’activation par recuit thermique du deuxième substrat semiconducteur peut débuter avant ou après l’étape 30 d’implantation ionique par immersion plasma du troisième substrat semiconducteur, ou les étapes 24 et 30 peuvent débuter simultanément.

[0044] Les étapes 14 et 24 sont mises en œuvre au moyen d’un four de recuit thermique ; les étapes 15 et 25 sont mises en œuvre au moyen d’un équipement de mesure de résistance carrée, par exemple un équipement de mesure de type 4 pointes ; les étapes 16 et 26 sont mises en œuvre au moyen du calculateur précédemment décrit.

[0045] Dans le procédé 3 selon l’un quelconque des modes de réalisation de l’invention, chaque étape 10, 20, 30 d’implantation ionique par immersion plasma d’un substrat semiconducteur peut être réalisée pour une seule face ou pour les deux faces du substrat semiconducteur. Le procédé 3 selon l’un quelconque des modes de réalisation de l’invention peut en outre comporter, avant chaque étape 10, 20, 30 d’implantation ionique par immersion plasma d’un substrat semiconducteur, une étape de préparation du substrat semiconducteur, par exemple par texturation et/ou polissage, puis nettoyage, d’une face ou des deux faces du substrat semiconducteur. L’étape 10, 20, 30 d’implantation ionique par immersion plasma est ensuite réalisée sur une ou deux des faces du substrat semiconducteur. Lorsque les deux faces du substrat semiconducteur sont implantées, on implante en deux étapes la face avant et la face arrière. Ces deux étapes peuvent être immédiatement consécutives ou non.

[0046] Chaque substrat semiconducteur est généralement une plaquette de silicium. Le silicium de la plaquette peut être déjà dopé ou au contraire intrinsèque. L’étape 10, 20, 30 d’implantation ionique par immersion plasma peut être une implantation d’ions Bore ou Phosphore ou Arsenic, par exemple directement dans le silicium cristallin ou dans un oxyde chimique ou thermique préalablement réalisé en surface ou dans une couche de polysilicium présente en surface. La couche de polysilicium peut être obtenue soit par dépôt chimique en phase vapeur LPCVD (de l’anglais « Low Pressure Chemical Vapor Déposition »), soit par dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma PECVD (de l’anglais « Plasma-Enhanced Chemical Vapor Déposition »), soit à partir d’une couche mince de silicium amorphe.

[0047] Les différents équipements sollicités à chaque étape des procédés 1 et 3 précédemment décrits, éventuellement précédés du procédé 2 précédemment décrit, sont par ailleurs intégrés au sein d’une chaîne de production industrielle. Ainsi, dans le cas le plus complet, chaque substrat semiconducteur est automatiquement agencé au sein du système d’implantation ionique par immersion plasma PIM, puis vis-à-vis de la source et du capteur de lumière pour la mesure d’un facteur de réflexion, puis dans un four de recuit thermique, puis vis-à-vis d’un équipement de mesure de résistance carrée.

[0048] La chaîne de production industrielle est de préférence une chaîne de production de cellules solaires. Cependant, les procédés 1 , 2 et 3 selon l’invention peuvent être mis en œuvre lors de la fabrication d’autres dispositifs électroniques, par exemple pour la formation de jonction mince (« shallow junction » en anglais) dans les systèmes MOS ULSI (« metal-oxide-semiconductor ultralarge-scale-integration »).

[0049] La figure 2 montre un diagramme des étapes d’un procédé 2 d’établissement d’une table de correspondance entre facteur de réflexion d’un substrat semiconducteur après implantation ionique par immersion plasma et avant recuit thermique, et résistance carrée du substrat semiconducteur après recuit thermique, selon un deuxième aspect de l’invention. Le procédé 2 comporte, pour tout entier naturel N d’un intervalle [1 ; n] avec n supérieur ou égal à 2 et de préférence n supérieur ou égale à 3 : une étape 100 d’implantation ionique par immersion plasma d’une N-ième dose distincte dans un N-ième substrat semiconducteur distinct ; puis une étape 1 10 de mesure d’un facteur de réflexion du N-ième substrat semiconducteur ; puis une étape 140 d’activation des dopants par recuit thermique du N-ième subtrat semiconducteur, afin de former par exemple un surdopage n+ ou p+ ; puis une étape 150 de mesure d’une résistance carrée du N-ième substrat semiconducteur ; puis une étape 160 de mise à jour de la table de correspondance avec le facteur de réflexion et la résistance carrée mesurés pour le N-ième substrat semiconducteur. Les étapes 100, 1 10, 140, 150 et 160 sont donc itérées au moins pour des premier et deuxième substrats semiconducteurs distincts, avec respectivement des première et deuxième doses distinctes, et de préférence au moins pour des premier, deuxième et troisième substrats semiconducteurs distincts, avec respectivement des première, deuxième et troisième doses distinctes.

[0050] L’étape 100 est mise en œuvre au moyen d’un système d’implantation ionique par immersion plasma PIM ; l’étape 1 10 est mise en œuvre au moyen de la source de lumière et du capteur de lumière précédemment décrits ; l’étape 140 est mise en œuvre au moyen d’un four de recuit thermique, par exemple un four d’oxydation classique tel qu’un four à tube de quartz, ou dans un four à recuit rapide RTP (de l’anglais « Rapid Thermal Processing ») tel qu’un four à lampes, etc. ; l’étape 150 est mise en œuvre au moyen d’un équipement de mesure de résistance carrée, par exemple un équipement de mesure de type 4 pointes ; l’étape 160 est mise en œuvre au moyen du calculateur précédemment décrit.

[0051 ] Contrairement à l’étape 1 1 de mesure d’un facteur de réflexion précédemment décrite dans le cadre du procédé 1 de détermination d’une résistance carrée ou du procédé 3 de dopage de substrats semi-conducteurs, chaque étape 1 10 de mesure d’un facteur de réflexion dans le cadre du procédé 2 d’établissement de la table de correspondance est préférentiellement réalisée à plusieurs longueurs d’onde. Cela permet d’obtenir plusieurs tables de correspondance, chacune à une longueur d’onde donnée, et de choisir parmi elles celle qui présente la meilleure corrélation entre facteur de réflexion et résistance carrée. L’étape 1 1 de mesure d’un facteur de réflexion dans le cadre du procédé 1 de détermination d’une résistance carrée ou du procédé 3 de dopage de substrats semi-conducteurs est ensuite préférentiellement réalisée à la longueur d’onde ayant donné la table de correspondance ayant la meilleure corrélation.

[0052] Le procédé 2 d’établissement de la table de correspondance peut être réalisé avant le procédé 1 de détermination d’une résistance carrée ou le procédé 3 de dopage de substrats semi-conducteurs.

[0053] Naturellement, l’invention n’est pas limitée aux modes de réalisation décrits en référence aux figures et des variantes pourraient être envisagées sans sortir du cadre de l’invention.