Аморфные полупроводники и приборы на их основе - Хамакава Й.
Скачать (прямая ссылка):
1
1,0 0,8
Рис. 3.4.14. Зависимость индуцированной полем проводимости и емкости от смещения на затворе при 297 К для легированных бором (7) и нелегированных (/7) а-5Ы1-МОП-структур [96|
0
VB,8
131
расхождения может быть неоднородность по толщине слоя. Второе предположение заключается в том, что были различными свойства материалов, изучавшихся разными коллективами авторов.
Результаты, показанные на рис. 3.4.15 и относящиеся к распределению плотности поверхностных состояний, указывают на то, что наличие
1,6 1,2 0,8 0,4 о
?С'Е,ЗВ
Рис. 3.4.15. Электронная плотность объемных состояний (96| в запрещенной зоне N(?) в случае легированного бором (Г) и нелегирован-иого (//) а-ЗкН:
1 — определенная из уравнения (3.4.18); 2~ найденная ЭП-мето-дом; 3 - найденная обычным С-У-методом
поверхностных состояний с плотностью порядка 10'1 см-2 эВ"1 не могут вызвать серьезных трудностей при определении плотности собственных состояний в запрещенной зоне порядка 10'6 см"3 • эВ"1.
3.5. ИЗУЧЕНИЕ ФОТОПРОВОДИМОСТИ МЕТОДОМ ВИДИКОНА
Ш.ОДА, Х.ТОМИТА, И.ШИМИЗУ (Shunri Oda*, Hisashi Tomita**, Isamu Shimizu*. Tokyo Instite of Technology, Imaging Science and Engineering Laboratory; **Sony Corp. Research Center)
Описаны результаты измерения первичного фототока с помощью метода види-коиа, причем особое внимание уделялось таким аспектам, как возможности метода и его ограничения, требования к образцам и существо получаемой в результате такого анализа информации. В качестве примера представлены данные, полученные на a-Si:H. Из этих измерений можно отдельно оценивать основные параметры (эффективность генерации носителей, пробег носителей, дрейфовую скорость), влияющие на фотопроводимость. Метод является эффективным средством определения и изучения состояний в запрещенной зоне a-Si:H. Обсуждаются также некоторые способы анализа переноса электронов с использованием метода ви-дикона.
3.5.1. Общая характеристика метода
Для описания параметров фотоэлектрических материалов часто используются данные измерения фотопроводимости. Те способы, в которых применяются компланарные контакты, хотя и являются удобными, не всегда пригодны для исследования материалов, идущих на изготовление фотоэлектрических приборов в каскадной конфигурации. Хотя в фотоэлектрических приборах важна характеристика первичного фототока, в однозонных элементах обычно работают со вторичным фототоком. Другое различие между каскадными и однозонными элементами является следствием их геометрии, т.е. различны направление дрейфа носителей
132
по отношению к освещению светом и расстояние между контактами. Рассмотрение геометрии имеет значение при обсуждении дисперсионной природы переноса носителей в a-Si:H.
С помощью метода видикона можно наблюдать первичный фототок. Основные параметры, описывающие процесс фотопроводимости, могут быть определены раздельно; можно также наблюдать двухмерное распределение фотопроводимости.
Первоначально метод видикона использовался для характеристики мишени передающих изображение трубок. Впервые в целях изучения фотопроводимости этот метод применили Ваймер и Коуп (111]. Метод использовался для оценки ряда материалов [ 112-117|, в том числе и a-Si:H, с целью выявления возможностей их использования в передающих изображение трубках. Этот метод, как уже отмечалось, применялся и при изучении a-Si:H. В настоящей статье авторы представили процесс фотопроводимости в рамках дисперсионного переноса.
В разделе 3.5.2 описаны, изготовление образцов мишени и экспериментальная установка. В разделе 3.5.3 обсуждены ограничения при измерениях, требования к образцам и явление фотопроводимости, наблюдаемой при использовании метода видикона. В разделе 3.5.4 представлены некоторые экспериментальные результаты, относящиеся к a-Si:H. Хотя привидиконномметоде наблюдается преимущественно перенос дырок, в разделе 3.5.5 упоминается ряд подходов, рассматривающих перенос электронов.'
3.5.2. Экспериментальная установка и конфигурация образца
На рис. 3.5.1 схематически показаны поперечное сечение мишени видикона на а-БгН и цепь для измерения фотопроводимости.
(ЮОнм) AszSe,i5Te,)5 (ЮОнм) (JOhm)
(0,5->* мкм)
Tum ff-St:H,P (50 - 200hm? Тип 2 (20 нм)
In2 03 :SnW0)
Пластина ca стеклянной гранью
І I
СВєт
Рис. 3.5.1. Схема экспериментальной установки [117] для измерений фотопроводимости методом видикона (мишени монтировались либо в запаянной трубке, либо в разборном блоке; показаны также детали структуры мишени): 1 - электронная пушка; 2 - электронно-лучевая трубка; 3- видеоусилитель; тип 1, тип 2 - два типа блокирующего контакта
133
Структура видиконных мишеней
Для измерения первичного фототока структура контактов должна быть блокирующей, т.е. инжекция носителей от контактов к фотопроводнику должна отсутствовать, пока генерированные в объеме фотоносители разделяются полем и движутся к _контактам.
Мишени изготавливались на пластине со стеклянной гранью (диаметром 2,54 или 1,70 см) путем последовательного осаждения прозрачного контакта, слоя, блокирующего дырки, фотопроводника и слоя, блокирующего электроны, как показано на рис. 3.5.1. На этом же рисунке показаны примеры блокирующих слоев на фотопроводниках, изготовленных на а-БкН. Рассматривались два типа слоев, блокирующих дырки. Тип I представлял собой легированный фосфором а-В1:Н, изготовленный путем смешивания РН3 с 81Н4, причем объемное соотношение РН3/51Н4 изменялось от 6 -1015 до 1,5 • Ю17 см-3, а толщина этого слоя колебалась в пределах 50—200 нм. В основе блокирующих свойств этого слоя лежит пробег носителей (произведение дг) в а-БкР, который велик для электронов, но существенно меньше для дырок. Тип II представлял собой Бь^-х, осажденный из газообразной смеси Б1Н4 и N2, проводимость и края оптического поглощения которого можно последовательно изменять путем варьирования отношения Ы2/51Н4. В случае ^^Н,, = 99 проводимость при комнатной температуре была ниже 10"14 См/см, а оптическая ширина запрещенной зоны превышала 3,5 эВ. (Ее нельзя определить точно из-за наличия стеклянной подложки). Толщина такого слоя а-81Л-Ы1 ^х составляла ~20 нм. Этот слой более предпочтителен при работе в режиме видикона, поскольку он прозрачен в видимой области спектра без каких-либо потерь на поглощение в блокирующем слое.
