Электрофизические и оптоэлектронные свойства гетероструктур на основе a-Si:H и его сплавов

Электрофизические и оптоэлектронные свойства гетероструктур на основе a-Si:H и его сплавов

Автор: Мазуров, Александр Вячеславович

Шифр специальности: 05.27.06

Научная степень: Кандидатская

Год защиты: 2004

Место защиты: Москва

Количество страниц: 245 с. ил.

Артикул: 2636086

Автор: Мазуров, Александр Вячеславович

Стоимость: 250 руб.

1.1. Приборы на основе аморфных полупроводников
1.1.1. Тонкопленочный полевой транзистор
1.1.2. Высоковольтный тонкопленочный полевой транзистор
1.1.3. Датчики изображения
1.1.4. Солнечные батареи
1.1.5. Фотодетекгор на основе авпН и его сплавов
1.2. Энергетические диаграммы гетероструктур на основе кристаллических и аморфных полупроводников.
1.2.1. Модель энергетической диаграммы гетероструктуры на основе кристаллических полупроводников.
1.2.2. Особенности зонной диаграммы гетероструктур на основе аморфных полупроводников.
1.2.2.1. Модели энергетических состояний в неупорядоченных полупроводниках
1.2.2.2. Модель энергетической диаграммы гетероструктуры аморфныйкристаллический полупроводник.
1.3. Механизмы токопсреноса в гетероструктурах на основе кристаллических и аморфных полупроводников.
1.3.1. Диффузионная модель.
1.3.2. Модель термической эмиссии
1.3.3. Модели, описывающие механизм переноса носителей заряда
с помощью туннелирования.
1.3.3.1. Простейшие модели туннелирования.
1.3.3.2. Модель многоступенчатого туннелирования с захватом
и эмиссией носителей на ловушках.
1.3.4. Ток, обусловленный генерацией и рекомбинацией носителей
в обедненном слое
1.3.5. Ток, ограниченный объемным зарядом ТООЗ
1.3.6. Эквивалентная электрическая схема гетероструктуры а8Нптипс8
1.4. Выводы по главе 1.
Глава 2. Технология получения и методики измерений
электрофизических и оптоэлекгронных свойств тонких пленок и гетсрострукгур на основе аморфных полупроводников.
2.1. Технологии получения полупроводниковых аморфных пленок
2.2. Методы исследования электрофизических и оптоэлекгронных свойств гетероструктур аморфныйкристаллический полупроводник
2.2.1. Измерение температурных зависимостей вольтамперных характеристик гетероструктур на основе а8 и его сплавов
2.2.2. Измерение спектральных зависимостей вольтамперных характеристик гетсрострукгур на основе а8Н и его сплавов.
2.3. Методы исследования состава и структуры пленок а8 и сплавов на его основе.
2.3.1. Рентгеновский микрозондовый анализ.
2.3.2. Спектроскопия обратного рассеяния Резерфорда
2.3.3. Вторичная ионная массспектроскопия ВИМС.
2.3.4. ИК спектроскопия.
2.3.5. Электронный парамагнитный резонанс.
2.4. Методы исследования оптических и электрофизических свойств пленок гидрогенезированного аморфного кремния и сплавов на его основе
2.4.1. Определение положения уровня Ферми в а8Н и его сплавах.
2.4.2. Определение оптической ширины запрещенной зоны пленок а8Н и его сплавов по спектрам оптического пропускания
2.5. Методы определения энергетического распределения плотности состояний в щели по подвижности аморфного полупроводника
2.5.1. Методика моделирования температурной зависимости фотопроводимости
2.5.2. Моделирование спектральной зависимости коэффициента поглощения, измеренной по методу постоянного фототока.
2.5.3. Моделирование вольтфарадных характеристик
гетерострукту р на основе аБШ и его сплавов
2.6. Выводы по главе 2.
Глава 3. Исследование свойств гетерострукгур на основе аморфного гидрогенизированного кремния и его сплавов
3.1. Гетероструктуры а8г.Нс.
3.1.1. Температурные зависимости ВАХ гетерострукгур аНс.
3.1.1.1. Прямые ветви ВАХ
3.1.1.2. Обратные ветви ВАХ
3.1.2. Спектральные характеристики гетероструктур
акНсй
3.2. Гетерострукту ры а8ГНптипс
3.2.1. Прямые ветви ВАХ.
3.2.2. Обратные ветви ВАХ.
3.3. Гетерострукту ры а8ЮНс
3.3.1. ВАХ гетерострукгур а8ЮНс.
3.3.1.1. Область прямых смещений.
3.3.1.2. Область обратных смещений.
3.3.2. Спектральные характерисгики гетероструктур
а8ЮНс.
3.4. Гетероструктуры а8ЮеНс
3.4.1. ВАХ гегероструктур а8ЮеНс
3.4.1.1. Область прямых смещений.
3.4.1.2. Обратные ветви ВАХ
3.4.2. Спектральные характеристики гетероструктур а8ОеНс8
3.5. Выводы по главе 3
Глава 4. Исследование свойств пленок аБгН и его сплавов.
4.1. Свойства пленок а8Н.
4.1.1. Анализ микроструктуры пленок аБН по данным ИКспсктроскопии.
4.1.2. Оптические и электрофизические свойства .II.
4.1.3. Плотность состояний в а8 и на границе раздела гстсроструктуры а8Нс8
4.2. Свойства пленок а8Н птип.
4.2.1. Химический состав пленок а8Н птип.
4.2.2. Анализ микроструктуры пленок а8Нптип с помощью
ИК спектроскопии.
4.2.3. Оптические и электрофизические свойства пленок а8Н птипа
4.3. Свойства пленок а8СН
4.3.1. Химический состав пленок аБС.Н
4.3.2. Микроструктура тонких пленок сплава а8СН.
4.3.3. Оптические и электрофизические свойства аБС.Н.
4.3.4. Плотность состояний в аБСН и на границе раздела гегероструктур аБСНсБ
4.4. Свойства пленок аБЮеН
4.4.1. Состав пленок а8ЮеН.
4.4.2. Микроструктура тонких пленок а8ЮеН
4.4.3. Оптические и электрофизические свойства аБЮеН.
4.4.4. Плотность состояний в щели по подвижности аБЮеН и на границе раздела гетерострукгуры а8Юсс8
4.5. Выводы по главе 4
Глава 5. Природа энергитических состояний и особенности токопереноса в гетероструктурах на основе .II и его сплавов
5.1. Природа энергетических состояний и особенности токопереноса
в гетсроструктурах аБг.НсБ
5.1.1. Моделирование температурных зависимостей ВАХ и особенности токопереноса при прямых смешениях для гетероструктур а8кНс
5.1.2. Моделирование температурных зависимостей ВАХ и особенности токопереноса при образных смешениях для гетероструктур а8кНс
5.2. Природа энергетических состояний и особенности токопереноса
в гетсроструктурах а8гНптипс
5.2.1. Моделирование температурных зависимостей и особенности токопереноса при прямых смещениях в гетероструктурах
а8кНптипс.
5.2.2. Моделирование температурных зависимостей и особенности токопереноса при обратных смещениях для гстероструктур
а8гНптипс.
5.3. Природа энергетических состояний и особенности токопереноса
в гстероструктурах аСНс.
5.3.1. Моделирование температу рных зависимостей и особенности токопереноса при прямых смещениях в гетероструктурах аБЮИсЯь.
5.3.2. Моделирование температурных зависимостей и особенности токопереноса при обратных смещениях в гетероструктурах а8ЮНс8к.
5.4. Природа энергетических состояний и особенности токопереноса
в гетсроструктурах а8ЮеНс.
5.4.1. Моделирование температурных зависимостей и особенности токопереноса при прямых смешениях в гетероструктурах а8ЮеНс8ь
5.4.2. Моделирование температурных зависимостей и особенности токопереноса при обратных смещениях в гетсроструктурах а8ЮеНс
5.5. Выводы по главе 5
Основные результаты и выводы.
Литература


Решающую роль в этом сыграло оптическое поглощение аБнН, которое в раз превышает поглощение в кристаллическом кремнии, поэтому пленки аН толщиной 0,6 мкм достаточно для значительного поглощения видимого солнечного света. Преимущества солнечных элементов на основе авгН перед аналогичными поликристаллическими кремниевыми элементами связывают с более низкими температурами их изготовления 0 С , что позволяет использовать дешевые стеклянные подложки и в двадцать раз сократить расход кремния ,. Наибольшую эффективность солнечных элементов на основе аморфных полупроводников удалось достичь при использовании рнструктур 3,4,. Наличие широкой нелегированной области авпН обеспечивают поглощение света этой областью и, соответственно, эффективную работу элемента. В отличие от солнечных элементов на основе кристаллического кремния с рнпереходом, где носители заряда, имея большую диффузионную длину мкм, достигают электродов и в отсутствие электрического поля, в солнечных элементах на основе а1. Н носители заряда могут достигать электродов в основном только за счет наличия внутреннего электрического поля, т. Н очень мала 0нм. Рис. Солнечный элемент на основе гетероструктуры авнНсв . Представленный на рис. Такие солнечные батареи получили название I i i Iii i гетероструктуры с тонким собственным слоем i. В году Кумагаи и другие 1 получили эффективность преобразования солнечных батарей на основе гстеросгруктур ii ,, что сравнимо с эффективностью солнечной батареи на основе монокристаллического кремния с р переходом. Кроме того, солнечные элементы на основе гетеростуктур ii отличаются низкой стоимостью изготовления. Различие в спектральных характеристиках коэффициентов поглощения аморфного и кристаллического кремния легло в основу создания фотодетекторов с управляемой фоточувсгви гельностыо в видимой и ИК областях спектра. Рис. Структура фотодстсктора с управляемой фоточувствителыюстью на основе i . Изображенный на рис. Такое соединение диодов позволяет в зависимости от знака смещения реагировать на различные длины волн падающего излучения. Подобный фотодетектор способен, в зависимости от знака приложенного напряжения, различать длины волн падающего излучения в диапазоне от 0 до 0 нм. Из приведенного выше материала видно, гто работа рассмотренных приборов построена на использовании гетероструктур на основе а и его сплавов. Таким образом, для целенаправленного совершенствования приборов и оптимизации их технологии получения необходимо иметь ясное представление о закономерностях формирования, электрофизических и оитоэлсктронных свойствах гетероструктур на основе аморфного гидрогенизированного кремния. В связи с тем, что гетероструктуры аморфныйкристаллический полупроводник, недостаточно изучены, рассмогрим вначале основные представления об энергетических диаграммах гетероструктур на основе кристаллических полупроводник. Обычно при построении энергетических диарамм анизотипных рп гетеропереходов на основе кристаллических полупроводников используют модель Андерсона , рис. V
ЕС
Рис. Равновесные диаграммы энергетических зон до а и после б образования резкого рп перехода. При построении энергетической диаграммы предполагается, что два полупроводника имеют различную ширину запрещенной зоны Е, различную диэлектрическую проницаемость с и различное электронное сродство х Для выравнивания уровней Ферми, которое произойдет после приведения материалов в контакт, необходимо, чтобы некоторое количество электронов перешло из полупроводника птипа в полупроводник ртипа, которое вызывает изгиб вверх уровня Ес в полупроводнике птипа. В гетеропереходе такого типа обедненные слои образуются на каждой стороне границы раздела и, поскольку в данной модели не учитываются состояния на 1ранице раздела, объемные заряды этих слоев противоположны по знаку и равны по величине. В отсутствии дефектов на границе раздела, потенциал является непрерывной функцией, и уровень вакуума параллелен краям зон, электростатическая разность потенциалов у между любыми двумя точками изображается вертикальным смещением уровня вакуума.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.186, запросов: 229