Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Хамакава Й. -> "Аморфные полупроводники и приборы на их основе" -> 67

Аморфные полупроводники и приборы на их основе - Хамакава Й.

Хамакава Й. Аморфные полупроводники и приборы на их основе. Под редакцией докт.техн.наук С.С. Горелика — М.: Металлургия, 1986. — 376 c.
Скачать (прямая ссылка): amorphnye-poluprovodniki.djvu
Предыдущая << 1 .. 61 62 63 64 65 66 < 67 > 68 69 70 71 72 73 .. 153 >> Следующая

Гидрогенизированные пленки a-Si, _хС>ех долгое время считались единственным материалом с меньшей, чем в a-Si : Н, шириной запрещенной зоны, а следовательно, и лучшими оитоэлектронными свойствами в длинноволновой части видимого спектра [ 16-20, 23-25]. Этим объясняется больший интерес к этому материалу при его использовании в фотоэлектрических элементах.
Пассивирующие свойства водорода в a-Ge, однако, гораздо хуже, чем в a-Si, поэтому в целом фотоэффективность пленок a-Si, _xV<ex '¦ Н оказалась несколько ниже, чем в a-Si : II.
Исследования пленок TP-a-Si, _хСел : Н проводились методами ЭПР и ИК-спек-троскопии поглощения [22]. Исследования показывают, что с увеличением содержания в пленках Ge, существенно растет концентрация свободных связей. Вместе с тем количество атомов Н, связанных с Ge, растет непропорционально уменьшению концентрации свободных связей атомов Ge. Это означает, что связанные с Si атомы Н не только выступают в роли пассиваторов свободных связей атомов Si, но и, упорядочивают аморфную структуру. Это в свою очередь приводит к снижению концентрации свободных связей атомов Ge.
Проведенные авторами исследования пленок TP-a-Si, -хСл'х : Н выявили сильную зависимость их качества от условий осаждения. Эти исследования [17-19] и легли в основу настоящей статьи.
4.1.2. Получение и структура пленок a-Si,-xGex
Для получения пленок a-Si, -^Ge* : Н состава х = 0+ 1 использовали газовую смесь (He + SiH4) и (Н2 + СеН4) в различных пропорциях н простой реактор тлеющего разряда с плоскопараллельпыми спаренными по емкостям электродами. В интервале 1 — 1,5 А/с скорость осаждетшя оказалась сильно зависящей от содержания в газовой смеси СеН4- К
159
электродам прикладывался переменный ток радиочастотного диапазона (13,56 мГц). В качестве подложек, располагающихся на нагреваемом электроде, использовали нержавеющую сталь или стекло. Для создания разности потенциалов между стенкой реактора и электродом с подложкой к последнему прикладывалось дополнительное напряжение. Обычно, с увеличением содержания Ge в пленках a-Sii_xGex : Н концентрация атомов водорода уменьшалась. Однако при малых скоростях протекания газов и больших мощностях разряда концентрация Н при постоянном содержании в пленках Ge увеличивалась.
Измерения темновой проводимости и фотопроводимости пленок a-Si, ~xGex : Н осуществлялись четырехзондовым методом с параллельным расположением зондов в вершинах прямоугольника 1 X 5 мм . Ширину запрещенной зоны пленок определяли с помощью измерений спектров пропускания и поглощения видимого света. Для определения концентрации атомов Н, пассивирующих свободные связи Ge и Si, измеряли спектры ИК-поглощения. При исследовании в пленках эффекта Стаеблера— Вронского был получен неожиданный результат, согласно которому пленки a-Sii-xGex :Н по отношению к a-Si". Н оказались термодинамически более стабильными.
Измерения ИК-спектров поглощения
Изготовленные из a-Sii-xGex : Н и a-Si: Н солнечные элементы каскадного типа оказываются светочувствительными к широкому спектру длин волн. Из-за низкого качества пленок a-Sii_xGex : Н их эффективность мала. Ниже будут рассмотрены некоторые результаты экспериментальных исследований, направленных на улучшение качества этих пленок.
На рис. 4.1.1 показаны ИК-спектры поглощения пленок a-Sio,5Ge0,5 : Н в области волновых чисел, близких к 2000 см"1. Максимумы поглощения, обусловленные колебаниями связей Ge—Н и Si-H, перекрываются. Интенсивность максимума поглощения колебания связи Si—Н2 растет с увеличением в исходной газовой смеси содержания GeH4, а интенсивности максимумов, связанных со связью Ge-H (1&50 см"1) и л-атомны-ми кольцами (Si-H2)„, возрастают одновременно. Быдо показано, что низкие фотопроводящие свойства пленок a-Sii-xGex : Н обусловлены колебательной модой растягивания связей Si—Н2, концентрация которых оказывается в свою очередь обусловленной большим количеством свободных связей атомов Ge. Этот результат свидетельствует о том, что решение проблемы качества пленок a-Si,-xGex :Н следует искать в оптимизации условий плазменной реакции в газовой смеси SiH4 + GeH4.
На рис. 4.1.2 показаны зависимости концентраций связей Н—Ge, Н—Si и их общей концентрации от содержания в пленках Ge (х) [22]. Концентрации водородсодержащих связей определялись из ИК-спектров поглощения в предположении, что моды колебаний качания в отличие от мод растяжения зависят от структуры пленок гораздо меньше. Таким образом, содержание атомов Н, вычисленное по колебательным модам качания, по сравнению со значениями, вычисленными по колебательным мо-
160
3200 1600 800 7 400
3600 2800 2000
v,cm~
-7
104 10\ « 103 10г
1800
2200
1800
2200
V. CM-
Рис. 4.1.1. ИК-спектры поглощения пленок a-Sh-xGe^.H, получснных при 300 °С в тлеющем разряде мощностью 15 Вт:
а - общий вид ИК-спектра для пленок a-Si0>6 sGc0)3 5 . Н, о спектр вого числа 2000 см"1 [16]
Рис. 4.1.2. Зависимость концентрации связей Н^е (1) и Н-Б! (2) от содержания германия (х) в пленках ТР-а-5],_хСех: Н (3 - общая концентрация водородсодержа-связей; прямые линии отвечают наи-лччшему согласию с экспериментом) [22]
Предыдущая << 1 .. 61 62 63 64 65 66 < 67 > 68 69 70 71 72 73 .. 153 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed