Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Хамакава Й. -> "Аморфные полупроводники и приборы на их основе" -> 83

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 .. 77 78 79 80 81 82 < 83 > 84 85 86 87 88 89 .. 153 >> Следующая

1,0 2,0
199
4.4.3. Электрофизические свойства
Ректгеноструктурный анализ (Си/Са-излучение 38 кВ) осажденных пленок показал, что в широкой области составов структура пленок аморфна.
В работе [78] определяли оптическую ширину запрещенной зоны в пленках а-Бі^Мі-х : Н путем экстраполяции зависимости (аки)1'2 от Ну в области , < 2,0 эВ к значению (а/г^)1/2, при котором коэффициент поглощения а составляет 102 см"1. В пленках а-Бі^Мі-* : Н определяли оптическую ширину запрещенной зоны. При содержании в газовой смеси ЫНз менее 1 • 10"2 мольных долей оптическая ширина запрещенной зоны остается равной своему значению в чистом а-Бі: Н (рис. 4.4.1). При увеличении содержания аммиака оптическая ширина запрещенной зоны начинает расти и приближается к ширине запрещенной
I
I


\ґ--"""n-hi
V (изгиб) \
Si-H 1
(растяжение) \
Si-N і і . i
1 1 м 1 1 1 1 г |
2000 1200
2800 1800 1100 1000 У, СМ'7
600
Рис. 4.4.2. Колебательный спектр твердого раствора а-З^Ы,^ : Н, полученного из газовой смеси состава Л\,и /
Д7 _ п ^, ГЧН,'
N
SiH„
0,26
зоны стехиометрического нитрида кремния (Egopt = 5,5 эВ). На рис. 4.4.2 показан колебательный спектр a-SixN[_x : Н, в котором наблюдаются полосы поглощения, соответствующие колебательным модам растяжения связей N-H (3340 см"1) и Si-H (2100 см"1) и полосы поглощения, связанные с колебаниями изгиба связи N-H (1150 см".1). В спектре также видны полосы поглощения, связанные с колебаниями связей Si-N (840 см"1), в которых координационное число атомов азота равно трем, и полоса, обусловленная колебаниями качания связи Si-H (640 см"1). Заметный частотный сдвиг полосы поглощения моногидридной атомной группой Si-H в a-SixNi_x:H (2100 см"1) по сравнению с Si-H в а-Si: Н (2000 см"1) может быть обусловлен наличием связей Si-N, увеличивающих суммарную электроотрицательность связи Si-H [79]. Колебательный спектр a-Si3N4, полученного плазменным осаждением, практически не отличается от спектра, представленного на рис. 4.4.2. Исключение составляют полосы поглощения, обусловленные колебаниями растяжения связей N-H и Si-H [80]. Определенные по коэффициентам поглощения, соответствующим этим модам растяжения, концентрации связей Si—Н и N-H в a-SixN 1-х '• Н составили 7,1 • 1021 и 3,4-1019 см"3 соответственно. Содержание в пленках водорода почти не отличается от концентрации атомов Н в пленках a-Si: Н. Анализ кривых, представленных на рис.
4.4.1 и 4.4.2 показывает, что координационное число растворенных в a-SixN) _х : П атомов азота равно трем, поэтому оптическая ширина запрещенной зоны твердых растворов плавно увеличивается от значения Eg = ~ 1,75 эВ (a-Si: Н) до 5,5 эВ (Si3N4). Следует отметить, что координационное число атомов углерода в пленках a-SixCi_x зависит от составах и может быть равно как трем, так и четырем [73]. В результате на концентрационной зависимости оптической ширины запрещенной зоны а-SixCi _х •' Н вблизи* = 0,32 появляется максимум [73].
На рис. 4.4.3 показана зависимость темновой проводимости, нормированной фотопроводимости (т)дт) и энергии активации проводимости от отношения мольных долей NH3 и SiH4 (Л^н //VsiH ) ПРИ осаждении пленок a-SixNi_x;H. В предположении, что рекомбинация в пленках носит мономолекулярный характер, величина фотопроводимости пропорциональна интенсивности внешней подсветки. С увеличением содержания в газовой смеси аммиака вплоть до значения Л^н ~ 0>26 темно-
вая проводимость и фотопроводимость проявляют тенденцию к возрастанию. В пленках, полученных из газовой смеси состава A/NHj//VsiH< = = 0,1, величина фотопроводимости особенно велика, а оптическая ширина запрещенной зоны составляет 1,85 эВ. В диапазоне концентрацией /VNH /Л/5П) > 0,26 с увеличением в газовой смеси содержания NH3 тем-новая проводимость и фотопроводимость осажденных пленок падают
а/ /л/. tlV,38
'vnhj/','slh<|
Рис. 4.4.3. Зависимость темновой проводимости а, нормализованной фотопроводимости т)цг и энергии активации проводимости пленок а-51хМ)_х:Н от состава газовой смеси при осаждении
Рис. 4.4.4. Спектр фотолюминесценции твердых растворов а-8(хЫ1-х:Н выращенных из газовых смесей различного состава (цифры у кривых - /Л'д^ ). Температура 86 К. Для оптической накачки использовался ионный лазер Тлиния^НЗ-А, 1 00 мВт)
201
200
Уменьшение энергии активации при увеличении содержания NH3 обусловлено накоплением в пленках незначительных количеств атомов азота с координационным числом 4 или азотосодержащих дефектных комплексов, проявляющих донорные свойства [81] и отчасти изменением распределения в запрещенной зоне локализованных состояний атомов азота. На рис. 4.4.4 показан спектр люминесценции пленок a-SixNt_x : Н, а для сравнения приведен спектр пленок a-Si: Н. Одновременно с увеличением в пленках a-SijcNi-x :Н оптической ширины запрещенной зоны по мере возрастания содержания азота максимум люминесценции смещается в сторону больших энергий. Спектр фотолюминесценции a-SixNi_x : Н становится шире по сравнению со спектром a-Si: Н. Однако ширина полосы фотолюминесценции a-SixNi_x:H оказывается не связанной прямо с уширением хвостов плотности состояний. Причиной этого является резко спадающий край оптического поглощения и низкая ионизация в материале неспаренных спинов (4-1016 см"3). Интенсивность же люминесценции с ростом в газовой смеси модержания NH3 незначительно увеличивается.
Предыдущая << 1 .. 77 78 79 80 81 82 < 83 > 84 85 86 87 88 89 .. 153 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed