Получение фотоактивных материалов на основе Si и InAs методом ионно-лучевого осаждения

• Автор: Пащенко, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 122 с. : ил.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ
АСМ - атомно-силовая микроскопия
ВАХ - вольтамперная характеристика
ВФХ - вольтфарадная характеристика
БУЭ — блок ускорения электронов
33 - запрещенная зона полупроводника
ИИ - источник ионов
ИЛО - ионно-лучевое осаждение
КПД - коэффициент полезного действия
КТ - квантовые точки
СЗМ - сканирующая зондовая микроскопия
СЭМ - сканирующая электронная микроскопия
а - угол наклона «мишень-ионный пучок»
- аморфный кремний Р - внутренний квантовый выход е - диэлектрическая проницаемость воздуха £(/ - диэлектрическая постоянная X - длина волны Ау - энергия фотона ра - плотность осажденного материала т — время, необходимое иону, чтобы достичь мишени Г) - коэффициент полезного действия, эффективность в - угол, под которым вылетает атом из мишени (У, - случайная величина, распределенная в интервале [0; 1] с — постоянная величина с-Б1 - кристаллический кремний с1аг+ - диаметр ионного пучка (Х;а,ь - диаметр подложки
> г1днс~ граничные координаты области распыления

х5ри{ - область распыления
<7 - заряд электрона
Е - мощность падающего излучения
ЕЛг+ - энергия ионов в пучке
Е,£ - ширина запрещенной зоны полупроводника
ЕОЕ - внешний квантовый выход
ЕЕ— фактор заполнения вольтамперной характеристики А,- - толщина слоя в г-ой ячейке I - номер ячейки, на которые разбивается подложка 1$с - ток короткого замыкания 1рН - фототок
]Аг+ — плотность тока ионов
Е$с - плотность тока короткого замыкания
к - постоянная Больцмана
Кт -коэффициент массопереноса
/ - расстояние «источник ионов - мишень»
Е - расстояние «мишень-подложка» т - масса
та - масса конденсирующегося атома
М- молярная масса
Лф - концентрация акцепторов
- число ионов в сечении ионного пучка ЕЕСопсИ ~ число атомов в г-ой ячейке ЕЕСОпс1- общее число конденсированных атомов ЕЕЦМ - число распыленных атомов мишени ЕЕо — концентрация доноров Г - коэффициент распыления р - давление остаточных газов в ростовой камере Р - мощность, вырабатываемая фотоактивной структурой <2 - коэффициент собирания носителей заряда
Лшь - радиус подложки Б - площадь Т - температура ? - время
и - разность потенциалов, напряжение смещения буэ ~ напряжение блока ускорителя электронов и ос - напряжение холостого хода
позволило повысить структурное совершенство выращенной пленки и значительно уменьшить концентрацию дефектов в слое.
Известен способ получения гетероструктур БЮе/Б1 сочетанием методов молекулярно-лучевой эпитаксии и ионно-лучевого осаждения [59]. На подложке «-Б1 (100) с удельным сопротивлением 1 Ом см выращивался слой БЮе. Легирование н-БЮе слоя осуществлялось фосфором в режиме ш-яНи. Остаточное давление в камере составляло НЗЮ'ЛТа. Температура подложки составляла 260 °С и контролировалась термопарой расположенной снизу подложки. Был использован ионный пучок со следующими параметрами: энергия ионов 75 эВ, ток пучка 15 мА, угол падения ионного
пучка на подложку 20° но отношению к нормали. В результате были

получены изотипные диодные гетероструктуры площадью 1.5-10'см, в которых слои БЮе обладали более высоким структурным совершенством, по сравнении с случаем классической молекулярно-лучевой эпитаксии.
В [60] методом плазмохимического осаждения получены гетероструктурные кремниевые солнечные элементы с КПД 18.7 %. Процесс осаждения осуществлялся на 4-х дюймовые подложки с-Бфн) с удельным сопротивлением 1 Ом-см, толщиной 210 мкм. После удаления оксидного слоя на подложку последовательно осаждались на фронтальной стороне а-БгН слои /- и /7-типа проводимости, на тыльной стороне а-БпН /, п- типа проводимости. Просветляющее покрытие наносилось методом магнетронното распыления с обеих сторон структуры. Контакты создавались методом термического испарения в вакууме П, Рс1, А§. В работе исследовались собственные /-слои а-БнН, скорость роста, ширина запрещенной зоны осажденного слоя, гомогенность слоя, качество пассивации. Ширина запрещенной зоны определялась методом эллипсометрической спектроскопии. В результате были получены гетероструктурные кремниевые СЭ с напряжением холостого хода 723 мВ и высоким структурным совершенством пассивирующего слоя.