Введение к работе
Диссертационная работа посвящена экспериментальному исследовании ' фотоэлектрических свойств, механизма злектропереноса, а такие плотности легализованных состояния и природе образования дефектов з щели подвижности псзвдолегарованного аморфного гидрированного кремния, как Перспективного материала пршжняеного для приготезлгния хншвлеД виднкока.
нх*азнасхь._:зжй
Понятно, что удовлетворить все возраставшие требования її параметрам и характеристикам электронных лркборез з связи с расширенизм областей их применения, можно только используя повыв материала. Поэтому hs случайно в последние десятилетке развитие фотоэлементов было связано с испогъзованиен акорфинх пелупровод-шеез.
В лоекзддае года интерес к гидрированному аморфкоиу прения» стимулируется тем, что он является прекрасный «одельнын материален для изучения- физики неупорядоченных систем и вироклми везкояясегямл его использования для практики. В жстсяцее время создан целый ряд электронных приборов, у которых в качества- активного элемента щшнеиялтея слон a-Sl:H -эта тонхопленочнне соянзчннз элемента с больася площадь», полевые транзисторы и т.д.-
Весьма перспективний является использованяз а-51:П для изготовления кишени видикола. Такие работа проводятся в Японии ("Сони", "Хитачи"}, Франция ("Тонсоя"), Чехословакии ("Тесла"). Как известно, для работн зшіени нидакона реааюздгз роль играет электроперенос дирок, поэтону для создания активного слоя мишени необходима, в первуя очередь, материал с оптинаяъно . возможней величино?. парангтра 0")о Спроизведения подвиажсти на врзля їкіїзклі дароіО.
Механмам элекхрэлереиоса дырок, применительно к недатированному a-si:E изучен значительно менъае, чем у электронов. Действительно, нелегироваюшй a-si:H является полупроводкиксас п-^шпа. Поэтому ' К2 фотопроводимости получается информация о переносе электронов.
Ло настоящего времени для увеличения 6-'тЭр в активном слое видихана применялись легкровашше a-si:H бором СВ) из газовой фазы. Однако, во первых, - эхо легирование требует работы с тазссичкык к Е?рішоопасньіи дкборанон СВД,). Бо вторах, увеличение С"тЗр требует очень слабого легирования к око наблюдается при отношении содержания даборана к силану tsnj в газовой смеси порядка Ю-5 -10"". В дальнеипеи, 'при увеличении степени легирования.О-лОр, напротив, падает. Кроне того, оставалось непонятный, необходим ли именно бор для соответстЕузэцкх трансформаций структурной сетки, с которыми йоано управлять механизмом элеятроперекоса носителея или их ложно осуществить без специального легирования путем вариации условии осаждения пленок, т.е. методом ^cszделегирования.
Есвк кн будем говорить о методах определения СкОр, то іглк шло сказано выез, из стационарной фотопроводимости определяется кг электронов, по врекя-лрояеткоку методу МОЖНО определить v* дырок, ко только в нестационарном рзякне, а ;.2тод анализа фото SAX шзенк гауикона дает результаты на :;ачеіЕ2.'шом уровне. Таким образом, можно сказать, что проблема электролзреноса дырок в аморфном гидрированное у.ремюш ess не ваала своего решения.
Научный интерес представляет экспериментальное изучение «каяиззьаюшх состояний в дели подвижности CEg), потому что, tczszcTBKS неупорядоченности структурной сетки a-Si:H их : {ярзтйчееккя расчет в настоянеє время возможен лись на
.',*ЧЄСГЄНКОМ урОБИе.
Несмотря на ютексивння процесс накопления информации' :. гїКіісркійиітедьнок гшакз о распределении электронных
состояния в вели подвижности по даюшк различию? методов ряд проблем оставался не решенным. Разные методы определения плотности локализованных состояния СЭМ) приводили нередка к противоречащим друг другу выводам о ее обцем виде и положении экстремумов. Поэтому не было однозначноя идентификация локализованных состояния, дефектных центров и природи перезарядки этих дефектов в цели подвижности. Следует отметить, что до сих пор оставались не определенными вдишгае функции локализованных и зарядовых состояния а шели подвижности на положение уровня Ферми в псездояегированнсн a-Sl:H.
В последние годы большое внимание уделяется проблема стабильности фотоэлектрических свсяств a-Sl:l Как известно, более неустойчивыми параметрами этого материала являются концентрация и зарядовые состояния дефектов. В кастоядеэ время установлено, что введение примесных атомов в структурную сетку a-st:H сопровождается ее трансформацией -увеличением концентрации оборванных связей СНВ), независимо от типа и способа введения принесэа. Эта увезшчения KD приводят к перемещениям уровня Феркм в лсгарованиш a-Sl:EL Подобныз перемещения наблйдадись также и для лсевдолегарованного a-si:H, однако такая идентификация ноазг оказаться не соесєм корректной, поскольку по сея день еще is изучено влияние различных экспериментальных, уаагвиа из концентрации сборзанных связей и их перезарядка в з_
Этим, в значительной степени обусловлен тот факт,, чт оставался открытым вопрос об установлении взаиносзяггяг эяектроперенос, плотность локализованных состояний, дефехги и их перезарядки в зависимости от уровня. Фериа п псевдолегированноа a-sira. Цель-Юбап*.'
Цельи HacroHBga работа являются ' исакзяоззкяг фотоэлектричеасих свпиаз ваевдоегирозанко» a-SirS и
ояределекхе дарахетров 0«і, и є (є) кз анализа фото БАХ структур с барьеров Есттки'и р-і-п. Крс::е атолі кгучєнн возксшзінє взаимосвязи ие&ду дели-іинзля >т)р и *р, таких g(^) к *р при осуществлении .сдвигов уровня Феркк дзукя различными кзтодаки: псевдолегироЕакиа: к кглрсшияен бором. Такає ксследозакж стаСильнсстї: фотоэлктрических параметров псевдалегираванасга e-S1:E бо кнтоксивноку- осзецзнив.
Поставленная цель вызвала кгобходикость рзигния слгдувцкх задач:
і. Разработка іігтодкки кссдгдовакіїЕ СкОр з і;сс2долегйроваішоа а-5і:Н в сгацхоааркон pssacie на основа фото ВАХ е р-і-п структур.
2. Иссл2дсва!іяя яскаллвазаннкх " состг-язш-: в цо.та.
ггогх-їїгксстх гсзздспєгіірсвишол) a-Si:E по :.гстоду фото ТОПЗ
, orpcJ=;i:e^iux лтсстракствекпд: варядс:-0
::а:сс?гдстБгн::о а приборных структурах.
3. Путея ксслздоваикя козффздкгзгга оптического
г:огхош.є]-ція сяредздхть влхянхе длительного освещения 312
::.оглгктрацкя сборвакніїк связей к изтселзш' гффеста
Стажера -Брянского в ксездохзгкрэзанкск u-Si:IL
с. Епсрзяе получена зависимость С«"Ор от пєлсїїєкіія урсвяя Ф2р:аі для псевдолсгкрсванкого с-Сі:Е з стаївіокарнои-~e^3Ujs. Устаяшлага, что величина 0-Ю-, собственз-ого a-Si:B ^-^=3^/2, гдг Е^2 середкнз дєлїі лздзийностіО us зависит л того, каких отхобех получен хатаркад: псездолегироваїкем ".ля слабій лггкровакиек борол.
- ? -
фотоивдуциреваякого тока, ограниченного пространственным зарядом Сфото ТОШП з структурах с барьером Шоттки. Установлена корреляция хзвду g(e) и лоложением уровня Ферм); в цели подвкинссти.
4. Показано, что лсевдолегароваюге - это трансформация
локализованных состояний вблизи валентной зоны в цели
лсдвиюкют а-Б1:Я.
5. Изучены зависимости изменения концентрации оборванных
СЕЯ22Я, Hjj, СДВИГОВ р, И *л электронов ПССЛЄ ДЛИТеЛЪНОЯ
засветки в зависимости от первоначального уроинк Ферми в ясгвдслегирозаяноа a-si.-H.
Сшпшес»аз.зазчгаоскг_рабо1а.
Результаты настоящей работы могут быть использованы з создании различных фотоприемных устройств в видимся области спектра излучения, в ток числе и мивенея трубки передает;.1:* изображение (еидикон).
использование псездолегировгнного a-si:H з качестве активного сдоя кипени видккока колет выгодно позволить создать структуры микени в разрядкой камере без введения в нее дкборана.
Разработана практически простая методика вычисления >"Ор из анализа Фото Ш p-i-n структур з стационарное рекнне.
0сновкве_шоже8В8*_Бинасима8_ііа_зааиіх.
1. Бели чины СмОр. определенные из анализа фото ЗАХ
структур в стационарном режиме псевдолегированнсго a-Si-.H,
возрастает по кзре приближения уровня Ферми к середине щели
2. Величины gie), лтчашкающие к валентной зоне C«v) и к
зоне лроЕодикости Сс) при 6c-p-conBt, одинаковы. для
специально легированных и псевдолегирсванных образцов a-Sl:H.
Эффект псевдолегкросакия связан с ростом величины g(*) Е шашек половине аеял подвижности tev-CBg/2-*v)3.
3. Изменение концентрации, оборванных связей в лсевдолегированшк образцах связано с изкенеиен положения уровня Ферми. Миникальноэ «качение величины ND достигается
при *c-vV2-
к. '"Сссственный" a-Si:H, полученный методом пс8вдолЕГ/.ровакия, имеет повыцеиную стабильность на длительное облучение светом.
Основные результаты диссертационной работа: докладывались и обсуждались на Всесоюзных конференциях по физике и технологии тонких пленок (Ивано-Франковск 1990, 1991). Всесоюзной научном семинар-совещании "Новые материаяк для гедиоэнергетики" (Геленджик 1390),Всесогзкон семинаре "Ахсрфные гидрированные полупроводники и их применение" (Ленинград 1391),' 2-ой Всесоюзной конференции "Фотоэлектрические процессы в полупроводниках" (Ашхабад 1991), З-Зсеросскискок семинаре "Новые материалы для гелиоэкергетикк" (Геленджик 1SS2), ICAS .15 Международной конференции Аморфные полупроводники (Кехбридк,Велико Британия 1993) а также на научных семинарах ФТИ км. А.Ф.Исффе РАН и НамГУ.
Публикации.
Результаты диссертационной работы отражены в 14 печатных работах, которые перечислены в конце автореферата.
Диссертация состоит из введения, пяти глаз, заключения и
.'списка цитируекой литературы. Общий обьем работы составляет
135 страниц, в том чисдз 45 рисунков. . Сішсок литературы
.-9-
вюдачает 157 наикеноваяй на 15 страницах.
