N° 37. — Sur le rôle de l’oxygène dans les cristaux de silicium

Laboratoire de Magnétisme et de Physique du Solide, C.N.R.S., Bellevue (S.-et-O.), France.

Résumé

Après un bref rappel de ses travaux antérieurs sur la nature de la liaison iono-covalente dans les semi-conducteurs, l’auteur envisage leur application ù la liaison silicium-oxygène, puis propose une notation systématique des défauts de structure inspirée de celle de Rees pour faciliter l’écriture de leurs interactions avec l’oxygène.

La théorie proposée en 1958 par Kaiser pour rendre compte des anomalies électriques dues à la présence d’oxygène dans les cristaux de silicium laissait de côté la nature physicochimique des centres donneurs apparus après traitement thermique à 450 °C. Une interprétation d’ensemble des travaux expérimentaux postérieurs à cette théorie — résonance paramagnétique électronique, diffusion et précipitation de lithium, absorption infrarouge, traitement thermique de cristaux dopés — est donnée à l’aide de réactions entre défauts utilisant la notation proposée.

On montre que la structure des centres donneurs comprend vraisemblablement des atomes d’oxygène occupant des sites cristallographiques différents, et jouant un rôle différent dans le schéma des liaisons interatomiques. Les centres observés après traitements à diverses températures seraient dûs à un même ion-molécule O₄⁺.