Влияние легирования и длительного освещения на плотность электронных состояний в щели подвижности микрокристаллического и аморфного гидрированного кремния

• Автор: Хабарова, Ксения Юрьевна
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 127 с. : ил.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Аморфный гидрированный кремний

1.1.1 Структура и методы получения а-БЖ

1.1.2 Плотность электронных состояний в щели подвижности а-БЖ

1.1.3 Влияние легирования на плотность электронных состояний а-БЖ

1.1.4 Влияние освещения на плотность электронных состояний а-БЖ

1.2 Микрокристаллический гидрированный кремний

1.2.1 Получение и структура рс-БЖ

1.2.2 Плотность электронных состояний в рс-БЖ

1.3 Фотоэлектрические методы исследования распределения плотности электронных состояний в щели подвижности а-БЖ и рс-БЖ

1.3.1 Метод постоянного фототока

1.3.2 Метод фотомодуляционной спектроскопии
1.4 Выводы из обзора литературы и постановка задачи
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЙ
2.1 Методика измерения электрических и фотоэлектрических свойств пленок а-БЖ и рс-БЖ
2.2 Методика измерения спектральной зависимости коэффициента поглощения пленок а-БЖ и рс-БЖ
2.3 Методика измерения плотности электронных состояний из измерений температурных зависимостей переменной и постоянной составляющих фотопроводимости
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПЛОТНОСТИ ЭЛЕКТРОННЫХ СОСТОЯНИЙ В рс-БЖ И а-БЖ(Ег)
3.1 Распределение плотности электронных состояний в хвостах зоны проводимости и валентной зоны рс-БЖ
3.2 Влияние легирования эрбием на плотность электронных состояний в щели подвижности а-БЖ
ГЛАВА 4. ФОТОИНДУЦИРОВАННЫЕ СОСТОЯНИЯ В КОМПЕНСИРОВАННОМ АМОРФНОМ ГИДРИРОВАННОМ КРЕМНИИ
4.1 Влияние положения уровня Ферми на фотоиндуцированное изменение проводимости и плотности состояний в щели подвижности а-БШ
4.1.1. Исследованные образцы
4.1.2. Основные свойства исследованных пленок
4.1.3. Фотоиндуцированные изменения параметров исследованных пленок
4.2 Влияние освещения на плотность состояний в щели подвижности компенсированного а-БШ с большой концентрацией примесей
4.2.1 Основные свойства исследованных пленок
4.2.2 Фотоиндуцированные изменения проводимости исследованных пленок
4.2.2.1 Кинетика изменения проводимости в процессе освещения
4.2.2.2. Релаксация остаточной фотопроводимости после прекращения освещения
4.2.3 Фотоиндуцированные изменения плотности состояний в щели подвижности компенсированного а-вШ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Актуальность темы. В последнее время ведутся интенсивные работы по разработке и созданию тонкопленочных электронных и оптоэлектронных приборов, таких как полевые транзисторы, солнечные элементы, фотоприемники. При этом в качестве материала, перспективного с точки зрения использования в тонкопленочных приборов повышенное внимание исследователей вызывают аморфный гидрированный кремний (а-Бг.Н) и микрокристаллический кремний (рс-БЬН). В основном это связано с тем, что указанные материалы довольно просты в получении и обладают целым рядом свойств, делающих их перспективными для использования в оптоэлектронике. Так, микрокристаллический гидрированный кремний, обладая стабильными фотоэлектрическими свойствами и хорошей технологической совместимостью с а-ЭЖ, находит применение в качестве кслоя в «тандемных» тонкопленочных солнечных элементах на основе рс-БЖ/а-БЖ. Аморфный гидрированный кремний, легированный эрбием (Ег) обладает эффективной фото- и электролюминесценцией с максимумом излучения на длине волны 1.54 мкм, соответствующей минимуму потерь в оптическом кварцевом волокне. Кроме того, совместимость технологий получения рс-ЭЖ и а-ЭЖ позволяет создавать различные структуры на основе комбинаций этих двух материалов.
Одной из основных характеристик любой неупорядоченной системы, к которым относятся а-БЖ и рс-БЖ, является плотность электронных состояний. Распределение плотности электронных состояний в щели подвижности а-БЖ и запрещенной зоне рс-БЖ во многом определяет как равновесные, так и неравновесные параметры указанных материалов. Однако к настоящему моменту в литературе практически отсутствуют данные о распределении плотности электронных состояний в рс-БЖ. В нелегированном а-8Ж плотность электронных состояний изучена в достаточной степени. В то же время нет данных о влиянии легирования эрбием на плотность электронных состояний в щели подвижности а-БЖ. Кроме того, поскольку свойства а-БЖ изменяются в результате предварительного освещения, представляет интерес исследовать фотоиндуцированное изменение плотности электронных состояний этого материала. В особенности данное исследование является необходимым для изучения эффекта остаточной фотопроводимости, заключающегося в увеличении проводимости в результате предварительного освещения пленок

КГМ-24
Инфракрасный спектрометр ИКС

микровольтметр селективный В6

Усилитель
селективный

Рис. 2.2. Блок-схема установки для измерений спектральных зависимостей коэффициента поглощения методом СРМ.
Янаг - нагрузочное сопротивление. Ф-фотоприемник.
ив - источник питания. 3 - зеркало.
Кобр - образец. М-модулятор.