Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Хамакава Й. -> "Аморфные полупроводники и приборы на их основе" -> 80

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 .. 74 75 76 77 78 79 < 80 > 81 82 83 84 85 86 .. 153 >> Следующая

1 - a-Si : Н; 2 - ТР-мк-Si : Н; 3 - терм-мк-Si : Н (после отжига пленок a-Si : Н); 4 - нелегированные пленки мк-Si: Н [ 611
Рис. 4.3.11. Зависимость холловской подвижности дн носителей заряда от размера кристаллитов в ТР-мк-Si: Н [ 611
192
пленок мк-Si: Н, легированных бором, остаются высокими во всем диапазоне концентраций легирующей примеси. Более того, как видно из рисунка, при высоких уровнях легирования бором темновая проводимость (o?) пленок мк-Si: Н достигает значений 1СГ1 См/см. Это делает данный материал пригодным для использования в солнечных элементах в качестве прозрачного покрытия с высокой проводимостью [58].
Из рис. 4.3.6 и 4.3.9 становится также ясной причина различия величины оптической ширины запрещенной зоны в легированных бором пленках a-Si: Н и мк-Si: Н, которая заключается в разной концентрации связанных с матрицей атомов водорода Сн.
Как было замечено ранее [68], значение темновой проводимости o? в пленках мк-Si: Н на два—три порядка выше, чем в a-Si: Н. В работе [61] получены зависимости ол в мк-Si :Н при комнатной температуре от содержания в исходной смеси легирующего газа PH3/SIH4 и от размера кристаллитов 5. Эти зависимости показаны на рис. 4.3.10. Проводимость при комнатной температуре aR уТР-мк-Si: Н при высоких уровнях легирования фосфором достигает 10 См/см. В то же время aRf термически перекристаллизованных пленок a-Si: Н (терм-мк-Si: Н) превышает зто значение еще на порядок. Это обусловлено, по-видимому, большими размерами кристаллитов в терм-мк-Si: Н. На рис. 4.3.10 приведены также значения oRT для нелегированных пленок мк-Si :Н (10" — 10"1 См/см). Они несколько выше приведенных в табл. 4.3.2 [60]. В работе [61] получена зависимость холловской подвижности носителей заряда дн в мк-Si: Н от размера кристаллитов (рис. 4.3.11). На основе этих данных сделано предположение, что различие величин Од у в ТР-мк-Si: Н и терм-мк-Si : Н обусловлено уровнем значений д н.
Таблица 4. 3. 2. Свойства пленок TP-Si : Н, осажденных в ВЧ тлекнцем разряде с различным напряжением [ 60|
Параметр ВЧЭН, В
200 250 300 350 370 400 450
Оф См/см 8,9 X 1,6 X 1,9 X 7,5 X 6,6 X 5,8 X 1,7 х
X Ю"10 X 10' X 10-' X 10-' X Ю'7 X 10-' X 10"
Сн, % (ат.) 14+1 14 ± 1 12±1 12 ± 1 6 ± 1 4 ± 1 4 ± 1
vm, см 1 2003 1992 2001 2000 2003 2041 2039
Хс, % (объема) 0,0 0,0 0,0 0,0 51 84 78
Примечание. ad - темновая проводимость; Сн - содержание связанных атомов водорода; vm — среднее волновое число полосы поглощения, связанной с колебательной модой растяжения связи Si : Н; Хс - объемная доля микрокристаллитов.
13-537
193
4.3.5. Структурная модель мк-Si: Н
В работе [60] на основе исследований взаимосвязи фотолюминесценции, концентрации атомов водорода (Сн), объемной доли микрокристаллической фазы (Хс) и оптических свойств предложена детальная структурная модель нелегированного мк-Б1: Н.
В табл. 4.3.2 сведены значения од, Сн среднее волновое число (ит) полосы поглощения, связанной с колебательной модой растяжения связи Б1: Н и объемной доли микрокристаллитов Хс в нелегированных пленках 8:Н, полученных из газовых смесей Лг-БН^ в условиях переменного высокочастотного электрического напряжения (ВЧЭН), создающего плазму тлеющего разряда [60]. Структура пленок Б1: Н остается аморфной вплоть до 350 В, а по достижении 370 В пленки Б1: Н становятся смешанными аморфно-кристаллическими. На рис. 4.3.12 показаны спектры фотолюминесценции пленок Б1: Н, полученных в условиях различных ВЧЭН [60]. С увеличением ВЧЭН, т.е. с ростом объемной доли микрокристаллической фазы (Хс) интенсивность фотолюминесценции падает. Известно, что квантовый выход фотолюминесцентного излучения в пленках а-81: Н гораздо выше, чем в кристаллическом кремнии. На практике же основной вклад в интенсивность фотолюминесценции мк-51: Н вносит
аморфная фаза. В пользу этого свидетельствуют спектры фотолюминесценции, полученные для двух различных по величине уровней возбуждения [60].
Рис. 4.3.12. Зависимость спектра фотолюминесценции пленок Si : Н от напряжения высокочастотного тлеющего разряда, В-1 - 250 (a-Si: Н); 2 - 350 (a-Si: Н); 3 -370 (мк-Si: Н)
Важной особенностью кривых на рис. 4.3.12 является также неизменность формы и положения максимума (1,25 эВ) основной полосы фотолюминесценции мк-Б1 : Н по отношению к объемным долям микрокристаллической и аморфной фаз.
Энергетическое положение максимума в спектре фотолюминесценции строго коррелирует с концентрацией связанных атомов водорода Сн [60]. Следовательно, неизменность положения максимума фотолюминесценции (рис. 4.3.12) свидетельствует о том, что концентрация связанного
194
водорода в аморфной фазе мк-Si: Н всегда остается постоянной. Последнее утверждение описывается выражением
Сн/(1 -Хс) = const, (4-3.1)
связывающим в пределах точности эксперимента значения Сн и Хс, приведенные в табл. 4.3.2. Левая часть равенства (4.3.1) позволяет вычислить реальную концентрацию связанных атомов водорода в аморфной фазе не только в мк-Si: Н, но и в трехфазных системах, которые будут рассматриваться ниже.
Предыдущая << 1 .. 74 75 76 77 78 79 < 80 > 81 82 83 84 85 86 .. 153 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed