Метастабильность состояния в легированных бором и фосфором пленках a-Si:H, возникающие под влиянием внешних воздействий

• Автор: Ларина, Эльвира Викторовна
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 138 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Литературный обзор
1.1. Образование и релаксация созданных освещением метастабильных состояний
в нелегированном а-8пН
1.2. Образование и релаксация созданных освещением метастабильных состояний
в легированном а-БкН
1.3. Термоиндуцированные метастабильные состояния в пленках а-БгН и
механизмы их образования и релаксации
1.4. Влияние высокотемпературного изотермического отжига на параметры
пленок а-Бг.Н
Глава 2. Образцы и методики эксперимента, используемые в данной работе
2.1. Исследованные образцы
2.2. Измерительная установка, методы и методика измерений
2.3. Оценка точности измерений
Глава 3. Фотоиндуцированные метастабильные состояния в пленках а-БкИ, легированных бором
Основные результаты главы
Глава 4. Влияние высокотемпературного отжига на фотоэлектрические свойства легированных бором пленок а-ЭШ и на процессы образования и релаксации фотоиндуцированных состояний в них
4.1. Влияние высокотемпературного отжига на электрические и
фотоэлектрические свойства легированных бором пленок а-БГН
4.2. Фотоиндуцированные метастабильные состояния в отожженных при высоких
температурах пленках а-8пН(В)
Основные результаты главы
Глава 5. Фотоиндуцированные и термоиндуцированные метастабильные состояния в пленках а-БГН, легированных фосфором
5.1. Фотоиндуцированные метастабильные состояния в пленках а-Бг.ЩР)
5.2. Термоиндуцированные метастабильные состояния в пленках а-ЯгЩР)... 116 Основные результаты главы
Выводы
Список литературы

Введение
В течение последних двадцати лет изучение физических свойств неупорядоченных полупроводников стало областью интенсивных фундаментальных исследований в физике твердого тела.
Это обусловлено, во-первых, логикой развития физики - от простых упорядоченных структур кристаллов, к более сложным аморфным материалам, обладающим только ближним порядком; во-вторых, ростом практического применения аморфных полупроводников.
Наиболее широко исследуемым из неупорядоченных материалов является аморфный гидрогенизированный кремний (а-8гН). Он используется в электронном приборостроении из-за относительно дешевого способа его получения и возможности выращивания пленок а-БгН большой площади. Впервые пленки а-8гН были использованы в качестве материала для создания фотоэлектрических приборов, таких, как солнечные батареи для часов и калькуляторов. К настоящему времени, на основе а-БШ созданы и используются в электронике тонкопленочные полевые транзисторы, световые сенсоры, которые применяются в жидкокристаллических дисплеях, в оптических сканерах, РАХ-машинах; фоторецепторы для ксерографических аппаратов и лазерных принтеров. Кроме того, широко используются матрицы из солнечных батарей большой площади с КПД 6-9%. Существует много приложений для приборов большой площади, например для проявления изображения высокоэнергетичного излучения и треков частиц. Отображение излучения используется в биологических измерениях, таких, как гелевый электрофорез, в котором фрагменты биологических молекул (ДНК) диффундируют в геле и детектируются добавлением меченых радиоактивных атомов, излучение которых отображается на экране дисплея. В таких экспериментах используются детекторы на основе а-8гН, которые проявляют изображение на экран в реальном маштабе времени, или накапливают информацию в памяти ЭВМ с последующей обработкой - компьютерная томография.

технологических режимах. Однако, суммируя эти работы, можно сказать, что в a-Si:H имеется пик максимальной скорости выхода водорода, температура которого различна для нелегированных и легированных пленок, а также слабо и сильно связанный водород с разными температурами эффузии.
В работе [85] приведены экспериментальные данные ряда авторов, показывающие, что для нелегированных пленок a-Si:H концентрация спинов Ns, то есть концентрация нейтральных ОС, одинаковым образом зависит от температуры подложки при осаждении пленки Ts и температуры отжига Та и имеет минимум при Ts, Та « 330°С, соответствующий минимальной концентрации оборванных связей кремния. При Ts, Та > 330°С концентрация ОС увеличивается.
В работе [86] было обнаружено, что с увеличением температуры отжига Ta>Ts нелегированных пленок a-Si:H темновая проводимость и фотопроводимость их уменьшаются: ста уменьшалась резко после отжига при 400°С, выходя на насыщение при дальнейшем увеличении Та, crph уменьшалась и после отжига при 550°С - исчезала. Измерения SIMS профиля водорода показали, что отжиг пленок при высокой температуре Та>400°С приводит к эффузии водорода, сначала с поверхности образца, затем, с увеличением Та - из объема, что приводит к увеличению концентрации ОС, которые создают дополнительные состояния в щели подвижности и, как следствие, уменьшению темновой проводимости и фотопроводимости пленки. Когда плотность состояний в щели подвижности становится достаточно велика (из-за сильной дегидрогенизации образца после отжига при высоких температурах) исчезает фотопроводимость и наблюдается прыжковая проводимость, чем объясняется насыщение ad(Ta)-
В работе [87] исследовались зависимости темновой проводимости crd от времени изотермического отжига нелигированных пленок a-Si:H, выращенных при разных температурах подложки: Ts = 25°С, 100°С, 250°С