Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Литературный обзор 9
1.1 Влияние термического отжига на электрические свойства нелегированных и легированных пленок a-Si:H 9
1.2 Фотопроводимость и механизмы рекомбинации в пленках a-Si:H 15
1.3 Изменение оптической ширины запрещенной зоны и оптических параметров пленок a-Si:H в результате их термического отжига 29
Глава 2. Исследованные образцы, методики измерений и обработки экспериментальных данных 37
2.1 Исследованные образцы 37
2.2 Методика определения концентрации водорода в пленках a-Si:H 40
2.3 Измерительная установка, методы измерений 41
2.4 Измерение электрических и фотоэлектрических характеристик пленок a-Si:H 46
2.5 Определение оптических параметров и оптической ширины запрещенной зоны пленок a-Si:H 50
Глава 3. Исследование влияния высокотемпературного отжига на электрические свойствалегированных бором пленок a-Si:H 56
3.1 Результаты эксперимента и их обсуждение 56
3.2 Основные результаты главы 3 73
Глава 4. Фотоэлектрические свойства пленок a-Si:H, подвергнутых высокотемпературному отжигу 75
4.1 Результаты эксперимента и их обсуждение 75
4.2 Основные результаты главы 4 85
Глава 5. Влияние высокотемпературного отжига на оптические свойства легированных бором пленок a-Si:H 86
5.1 Результаты эксперимента и их обсуждение 86
5.2 Основные результаты главы 5 101
Выводы 103
Список литературы 106
- Влияние термического отжига на электрические свойства нелегированных и легированных пленок a-Si:H
- Изменение оптической ширины запрещенной зоны и оптических параметров пленок a-Si:H в результате их термического отжига
- Измерение электрических и фотоэлектрических характеристик пленок a-Si:H
- Определение оптических параметров и оптической ширины запрещенной зоны пленок a-Si:H
Введение к работе
Одним из самых интересных с научной точки зрения и перспективных для практического применения аморфных материалов, является аморфный гидрированный кремний. Аморфный гидрированный кремний отличается высокой фотопроводимостью, большим коэффициентом поглощения и возможностью эффективного легирования, что определяет использование широкого круга методов для его научного исследования, а также его практическое применение. Большой практический интерес к a-Si:H, связан также с дешевизной и высокой технологичностью этого материала, обусловленных, в частности, возможностью получения пленок различных толщин, на больших площадях, при невысоких температурах.
На основе a-Si:H созданы: солнечные элементы с к.п.д до 13%; фотоприемники, фотоэлементы, видиконы; полевые транзисторы для адресации жидкокристаллических дисплеев; элементы памяти, запоминающие устройства; элементы интегральных схем; приборы для электрографии и т.д.
Для изготовления полупроводниковых приборов необходимы материалы с различными свойствами. Особенностью пленок а-Si:H, является возможность модифицировать их свойства внешними воздействиями, в частности, термическим отжигом. Установление природы этих модификаций, является важным научным направлением, позволяющим понять физику этого материала и новые возможности его практического применения.
Изменение свойств пленок a-Si:H, под влиянием термического отжига, исследовалось во многих работах. Наиболее исследованы нелегированные пленки. Было
установлено, что при температурах отжига Таг меньших температуры их получения Г, изменения параметров
нелегированных пленок незначительны и связаны с несовершенством изготовленных пленок, например, с неоднородностью распределения водорода.
При температурах отжига Та >Г (Г-температура,
соответствующая максимальной скорости выхода водорода из пленок), происходят существенные изменения электрических, фотоэлектрических и оптических свойств пленок. Эти изменения обусловлены структурной перестройкой водородных связей и интенсивным образованием оборванных связей кремния (ОС). Имеются литературные данные и о таких структурных перестройках, как образование в a-Si:H микрокристаллической фазы, или цепочечных структур кремния - силицина.
В легированных бором, отожженных пленках a-Si:H существенные изменения электрических, фотоэлектрических и оптических свойств наблюдались и при температурах отжига, ниже Г (Тз < Тэ). Увеличение темновой проводимости и
фотопроводимости было обусловлено увеличением
концентрации электрически активных атомов примеси бора. При отжиге этих пленок при Та > Г, в результате эффузии
водорода, происходило интенсивное образование оборванных связей кремния на фоне, которого более слабый процесс увеличения концентрации электрически активных атомов примеси, не проявлялся.
Надо отметить, что исследования проводились в основном для пленок, отожженных в вакууме и только до температур
отжига ниже 520С. После отжига в вакууме при такой высокой
температуре, из-за интенсивной эффузии водорода,
наблюдались механические повреждения пленок. Это мешало
проведению исследований их электрических,
фотоэлектрических и оптических свойств.
В настоящей работе проводился отжиг пленок a-Si:H при температурах выше 520С. Отжиг проводился в потоке водорода, что уменьшало скорость эффузии водорода и существенно предотвращало механические повреждения пленок.
Целью настоящей работы было установление изменения электрических, фотоэлектрических и оптических свойств нелегированных и легированных бором пленок a-Si:H, после высокотемпературного отжига их в потоке водорода и установление влияния примеси бора на эти изменения.
Научная новизна работы состоит в следующем.
1.Обнаружено, что в отожженных пленках a-Si:H р-типа, в области низких температур (Т< 150К), наблюдается прыжковая проводимость с переменной длиной прыжка по состояниям оборванных связей кремния (D+, D).
2. Обнаружено, что в отожженных пленках a-Si:H р-типа, в
области промежуточных температур, наблюдается прыжковая
є2 -проводимость по состояниям хвоста валентной зоны.
3. Определен размер области неэкспоненциального спада
плотности локализованных состояний хвоста валентной зоны в
отожженных, сильно легированных бором пленках a-Si:H.
4. Установлено уменьшение оптической ширины запрещенной зоны Е и увеличение длинноволнового показателя
преломления и 0 нелегированных и легированных бором пленок a-Si:H, в результате высокотемпературного отжига их, в потоке водорода. Показано, что эти изменения, связанные с уменьшением концентрации водорода, не зависят от начального содержания водорода и примеси бора в пленках.
Практическая ценность работы. Данные, полученные в работе об изменении электрических, фотоэлектрических и оптических свойств пленок a-Si:H в результате высокотемпературного отжига могут быть использованы при создании на основе a-Si:H материалов, с заданными параметрами.
Основные результаты и положения, выносимые на защиту.
1. Обнаружено, что темновая проводимость отожженных,
сильно легированных бором пленок a-Si:H (Св =4-10"см'3) имеет
неактивационную температурную зависимость и определяется суммой зонной проводимости, прыжковой проводимости с переменной длиной прыжка, по состояниям оборванных связей
кремния (D+, Щ и прыжковой 2 -проводимости, по состояниям
хвоста валентной зоны. Возникновение прыжковой 2-
проводимости связано с увеличением концентрации электрически активных атомов бора и смещением уровня Ферми к потолку валентной зоны.
2. Определен размер области неэкспоненциального спада
плотности локализованных состояний хвоста валентной зоны в
отожженных, сильно легированных бором пленках a-Si:H, как разность энергий активации зонной проводимости и прыжковой
є2 - проводимости.
3. Установлено, что в результате высокотемпературного отжига в потоке водорода нелегированных и легированных бором пленок a-Si:H, происходит уменьшение оптической ширины запрещенной зоны Е и увеличение длинноволнового
показателя преломления п0. Показано, что эти изменения связаны с уменьшением концентрации водорода в пленках и не зависят от начального содержания водорода и примеси бора в них.
Апробация работы и публикации.
Основные результаты диссертационной работы докладывались
на следующих семинарах и конференциях: IV Международная
конференция "Аморфные и микрокристаллические
полупроводники" (С-Петербург, 2004 г.), третья Российская школа ученых и молодых специалистов "Кремний. Школа-2005" (Москва, 2005г.), научная конференция "Ломоносовские чтения" (Москва, 2005г.), VII Российская конференция "Полупроводники 2005" (Звенигород, 2005г.), научная сессия "МИФИ - 2006" (Москва, 200бг).
Влияние термического отжига на электрические свойства нелегированных и легированных пленок a-Si:H
Известно, что электрические свойства пленок a-Si:H, зависят не только от методов и технологических режимов их получения, но и от последующих внешних воздействий на них, например тепловых.
Исследованию влияния термического отжига на электрические свойства пленок a-Si:H, посвящено много работ. В ранний период наибольшее число работ было посвящено исследованию эффузии водорода из пленок. Было установлено, что термический отжиг пленок a-Si:H, при температуре отжига Та выше температуры получения пленок Ts,.приводит.к эффузии водорода из пленок и к увеличению концентрации оборванных связей кремния (ОС) [1-4].
Температуры Тэ, соответствующие максимальным скоростям выхода водорода из пленок, зависят от системы водородных связей в них и от наличия пор в материале. В нелегированных образцах a-Si:H, для слабо связанного водорода из Si-H2 центров Тэ 350С, а для сильно связанного водорода из Si-H центров Тэ« 580С [4]. Для легированных образцов Тэ» 550С [5].
Термический отжиг пленок a-Si:H показал, что изменения электрических свойств как нелегированных, так и легированных пленок, при температурах отжига ниже Тэ и выше Тэ, существенно различные.
После термического отжига нелегированных пленок a-Si:H при Та Тэ наблюдалось незначительное увеличение темновой проводимости ad [б]. Увеличение ст,, по-видимому, объясняется уменьшением неоднородности образца, которая связанна с неоднородным распределением водорода в пленке. При этом на зависимости crd(T) для неотожженной пленки наблюдались изломы, которые исчезали после высокотемпературного отжига.
После термического отжига нелегированных пленок a-Si:H при Та Тэ, наблюдалось резкое уменьшение темновой проводимости [б, 7]. Измерения концентрации водорода показали, что отжиг пленок при Та 400С приводит к эффузии водорода вначале 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, приводят к уменьшению темновой проводимости пленки.
Аналогичные изменения свойств в результате термического отжига при Та Тэ и Та Тэ наблюдалось и в легированных пленках a-Si:H. Так, отжиг сильно легированных бором пленок a-Si:H приводил к небольшому увеличению темновой проводимости (приблизительно в два раза) при Та= 190С (TS=200C) [8] и к значительному увеличению ad при Ts Та 460С [9]. Отжиг при Та 450С пленок a-Si:H, слабо легированных фосфором, также приводил к несущественному увеличению темновой проводимости [10, 11]. Увеличение темновой проводимости связано с увеличением после отжига эффективности легирования, т.е. увеличения концентрации электрически активных атомов примеси бора, при уменьшении концентрации электрически неактивных атомов примеси бора. После отжига легированных бором пленок a-Si:H при Та 460С [9] и легированных фосфором пленок a-Si:H при Та 480С [11] наблюдается резкое уменьшение ad, очевидно вследствие эффузии водорода из пленок и образования ОС кремния. Исследовался также отжиг пленок лазером [12]. Во время отжига лазером из-за короткого времени воздействия уменьшался выход водорода из пленок. Так как поглощение излучения лазера и, следовательно, нагревание пленки происходило неравномерно по толщине, то возникала неоднородная структура. Например, образовывался расплавленный приповерхностный слой, под ним слой с микрокристаллитами, а затем слой и с нанокристаллитами. Отметим, что включения микрокристаллической и нанокристаллической фаз подавляет образование дефектов под воздействием света и повышает стабильность материала [13- 15]. Детальное изучение содержания водорода в пленках показали, что изменяется и состояние оставшегося в пленках водорода. Авторы работы [16] после отжига нелегированных пленок a-Si:H при Та= 150 -г- 350С методом ЯМР наблюдали увеличение фракции кластерированного водорода - водорода в глубоких ловушках типа плоских дисков. Авторы показали, что отжиг пленок даже при низкой температуре приводит к перестройке водородной системы. Как было сказано выше, после отжига пленок a-Si:H при высокой температуре, происходит сильная дегидрогенизация образца, что приводит к увеличению концентрации оборванных связей кремния (ОС), образующих локальные энергетические состояния в запрещенной зоне. В пленках с высокой плотностью оборванных связей ( 1019эВ-ь см-3) при понижении температуры, когда зонная проводимость уменьшается, проявляется прыжковая проводимость. Эта проводимость определяется туннельными переходами носителей между занятыми и свободными состояниями оборванных связей с участием фононов. Наиболее простой вид прыжковой проводимости реализуется при переходах между ближайшими соседними центрами [17]. Температурная зависимость такой прыжковой проводимости описывается формулой: апр (Г) = т„р0 ехр ]. Условие реализации проводимости путем прыжков на ближайшие центры состоит в том, что должно быть много таких пар ближайших соседей, в которых один центр свободен. При достаточно низких температурах среди ближайших соседей окажется мало свободных мест, и тогда становятся существенными прыжки между центрами, с энергиями близкими к уровню Ферми, где заведомо есть свободные места [18, 19]. Если плотность состояний вблизи уровня Ферми pF постоянна, то при отсутствии многофононных процессов и электрон - электронного взаимодействия температурная зависимость прыжковой проводимости с переменной длиной прыжка имеет вид [20]:
Изменение оптической ширины запрещенной зоны и оптических параметров пленок a-Si:H в результате их термического отжига
Температурная зависимость фотопроводимости пленок а-Si:H р-типа и механизмы рекомбинации в них, исследованы значительно меньше [46,48]. В работе [49] исследовалась температурная зависимость фотопроводимости легированных бором пленок a-Si:H. При низких температурах (Т 50К) фотопроводимость в этих пленках слабо зависит от температуры. Такая зависимость фотопроводимости объясняется авторами тем, что при таких низких температурах она определяется не временем жизни, а временем термализации неравновесных носителей. При Т 150К наблюдается экспоненциальная зависимость фотопроводимости от температуры.
В работах [50 ,51] исследовались температурные зависимости фотопроводимости легированных бором пленок а-Si:H, в интервале температур от 120К до 450К. Для объяснения этих зависимостей проведено численное моделирование процессов рекомбинации в пленках р-типа. Рассмотрены два возможных канала рекомбинации: рекомбинация свободных электронов и дырок на D-центрах (в области температур от 250К до 450К) и туннельная рекомбинация между электронами и дырками, захваченными на состояния хвостов зон (в области Т 200К). Результаты расчета показывают, что между пленками a-Si:H n-типа и р-типа, в условиях освещения, имеется существенное различие в заполнении локализованных состояний в щели подвижности: в a-Si:H n-типа заполнение состояний ОС, при комнатной температуре совпадает с равновесным заполнением, а в a-Si:H р-типа - существенно отличается от равновесного, что обусловлено разной «протяженностью» хвостов валентной зоны и зоны проводимости и асимметричностью положения максимумов распределения D0- и 1 -центров относительно середины щели подвижности [35]. Этим отличием объясняется то, что в пленках a-Si:H р-типа, в отличии от пленок a-Si:H n-типа, в интервале температур от 200К до 300К, наблюдается слабая зависимость фотопроводимости от уровня легирования и концентрации оборванных связей.
При низких температурах обнаружено существенное различие между температурной зависимостью фотопроводимости слабо легированных и сильно легированных бором пленок. В слабо легированных пленках, в результате оптической перезарядки D-центров, может происходить смена типа проводимости и наблюдаться температурное гашение фотопроводимости.
Таким образом, во всех работах наиболее исследована область II на ТЗФ (рис. 1.21). В этой области более распространены две модели рекомбинации: 1) туннельная рекомбинация электронов (дырок), локализованных на состояниях хвоста зоны проводимости (валентной зоны) с дырками (электронами), предварительно захваченными на D0-центры [42, 37]; 2) туннельная рекомбинация электронов, локализованных на состояниях хвоста зоны проводимости, с дырками, локализованными на состояниях хвоста валентной зоны [36, 50, 51].
В области III (рис. 1.21) предполагается: 1) прямая рекомбинация электронов из зоны проводимости (дырок из валентной зоны) с дырками (электронами), локализованными на .D-центрах [45, 50, 51]; 2) туннельная рекомбинация электронов (дырок), локализованных на состояниях хвоста зоны проводимости (валентной зоны) с дырками (электронами), предварительно захваченными на D0-центры [42].
Область низких температур (область I) рассматривается только авторами работы [49]. Слабую температурную зависимость фотопроводимости в этой области они объясняют тем, что фотопроводимость при таких низких температурах определяется не временем жизни, а временем термализации неравновесных носителей, возбужденных в делокализованные состояния.
Кроме того, температурная зависимость фотопроводимости в области II у всех авторов имеет экспоненциальный характер, но у одних авторов эта зависимость сильнее для пленок р-типа, чем для пленок п-типа [49], а у других наоборот - сильнее для пленок п-типа [37].
Все рассмотренные выше механизмы рекомбинации относятся к случаю, когда концентрация дефектов Nd не велика (iVd 1017cM-3). Когда Nd увеличивается, то возрастают скорости как прямых, так и туннельных захватов, связанные как с излучательной, так и с безызлучательной рекомбинацией. На это указывает возникновение и увеличение, с увеличением Nd, пика фотолюминесценции при hv = 0.9 эВ, который обусловлен излучательной рекомбинацией носителей на оборванных связях [52].
Измерение электрических и фотоэлектрических характеристик пленок a-Si:H
Исследования электрических и фотоэлектрических свойств пленок a-Si:H проводились в азотном криостате, схема которого приведена на рисунке 2.31. В криостате создавался вакуум р 10"5 мм.рт.ст., который поддерживался в течение эксперимента угольным насосом 2, расположенным на азотной ванне 4. Образец крепился через теплопроводную пасту к медному держателю, внутри которого располагался электрический нагреватель 3 (константановая спираль), позволяющий изменять температуру образца. К держателю подводился хладопровод 5, соединенный с азотной ванной. По хладопроводу из отверстия в азотной ванне в камеру с образцом мог поступать азот для охлаждения образца до азотной температуры. Скорость поступления азота регулировалась игольчатым вентилем 6, который открывал отверстия в азотной ванне на нужную величину (максимальная скорость охлаждения - с полностью открытым вентилем, минимальная - с закрытым вентилем). Таким образом, криостат позволял проводить измерения в довольно широком интервале температур (80 480 К) и варьировать скорость нагрева или охлаждения образца. Температура определялась термопарой медь-константан 7, один конец которой крепился к держателю рядом с образцом, на подложке, одинаковой с подложкой исследуемой пленки. Другой конец термопары находился при температуре жидкого азота (77 К). В корпусе криостата имелось стеклянное окно 8, через которое проводилось освещение образца.
Измерения темновой проводимости и фотопроводимости проводились на измерительной установке, блок-схема которой представлена на рис 2.32. С помощью электрометра В7-30 (с входным сопротивлением 2 1014 Ом) измерялось падение напряжения на включенном последовательно с образцом нагрузочном сопротивлении RH. Измерения проводились при условии RH «Ro6p, для чего использовался магазин сопротивлений нагрузки кн = 10 кОм 10 ГОм. В этом случае ток в схеме определялся сопротивлением образца. Удельная проводимость образца вычислялась по формуле: где к = а 1(1 d), U6 - напряжение источника питания, /-длина контактов, а -расстояние между контактами, d-толщина пленки. Во время измерений контролировались линейность ВАХ и отсутствие фотоэдс.
В начале каждого эксперимента образец подвергался температурному отжигу при Г» 450 К, в течение 15-30 мин для удаления с поверхности пленки адсорбированных веществ и для отжига метастабильных состояний, возникших в результате внешнего воздействия. Охлаждался образец медленно, чтобы в отожженной пленке не возникали термоиндуцированные метастабильные состояния, и устанавливалась равновесная для данной температуры концентрация дефектов. Последнее, проверялось путем сравнения температурной зависимости проводимости измеренной как при медленном нагревании, так и при медленном охлаждении. Температура пленки изменялась со скоростью 0.05 К/с.
При измерении фотопроводимости пленок в качестве источника возбуждения использовалась кварцевая галлогеновая лампа накаливания с ИК-фильтром. Для измерения люксамперных характеристик, использовались нейтральные фильтры с разными коэффициентами пропускания. Интенсивность падающего на образец света определялась по формуле: где S - площадь освещения, см2; W - мощность излучения, которая определялась с помощью кремниевого фотоприемника, мВт. Измерения ЛАХ проводились при разных температурах, в процессе измерения температура поддерживалась постоянной.
Спектры оптического пропускания для всех исследованных нелегированных и легированных бором пленок a-Si:H, измерялись на инфракрасном двулучевом спектрофотометре UV 5270 фирмы «BECKMAN». Спектрофотометр UV 5270 предназначен для измерения пропускания образца относительно эталона, пропускание которого принимается за 100%. Рабочий спектральный диапазон прибора 0,2 - 3 мкм. В качестве диспергирующего устройства применяется система, состоящая из сменных дифракционных решеток. Освещаемая область образца выделялась пластиной с отверстием, на которой укреплялась исследуемая структура. Измерения проводились при комнатной температуре.
Определение оптических параметров и оптической ширины запрещенной зоны пленок a-Si:H
Параметры х и т0 для прыжковой проводимости легированной пленки, в области низких температур (Т 160 К), определялись как из кривых зависимости lgw от lgr, так и непосредственно по кривым стДг) (рис. 3.17) методом подбора параметров. Найденные значения х, Т0 и ам характерны для прыжковой проводимости с переменной длиной прыжка в аморфных полупроводниках.
Вычитая, в области Т 160 К, из экспериментально измеренных величин ad соответствующие значения ah (кривая а на рис. 3.17), мы получили компоненту проводимости, температурная зависимость которой не описывается одной экспонентой. Однако, в области температур 210К-310К (рис. 3.17), вычисленные значения проводимости ложатся на прямую б, соответствующую зависимости (2.46), где O- I.S-IO OM -CM-1 И 2=0.26ЭВ. Малое значение предэкспоненциального множителя т02 указывает на то, что в этой области температур проводимость не является зонной. Экстраполируя эту зависимость на область температур Т 320 К, мы видим, что при Т 320 К экспериментально измеренные значения темновой проводимости ad заметно превышают 72(г) (рис. 3.17). Вычитая из ad при Т 320К соответствующие вклады ан (кривая а) и т2 (кривая б), мы получаем вклад в проводимость, температурная зависимость (кривая в) которого описывается экспоненциальным законом (2.42) с параметрами т01 и ,.
Значения этих параметров характерны для зонной проводимости в легированных пленках a-Si:H. На рис. 3.18 сплошной кривой показана рассчитанная зависимость lgw=lg от lgr, где а определяется суммойзонного o-j, прыжкового ah вкладов, а также вклада а2 с соответствующими параметрами г01 и ,, ам и Г0, т02 и 2, приведенными в таблице 1. Видно, что во всем температурном интервале кривая хорошо согласуется с зависимостью Alger" от lgr, определенной из экспериментально и измеренных величин rd(T). Аналогичная температурная зависимость темновой проводимости наблюдалась и в отожженных при Та = 600С легированных пленках a-Si:H с такими же концентрациями бора. На рисунке 3.19 показана температурная зависимость темновой проводимости одной из таких пленок (пленка 8). Видно, что эта зависимость так же, как и для пленок отожженных при 650С, не описывается активационным законом. Анализ этой температурной зависимости, проведенный аналогично, как и для пленки 9 показал, что в области низких температур наблюдается моттовская прыжковая проводимость с переменной длиной прыжка, в области высоких температур -зонная проводимость. В области промежуточных температур также как и для пленки 9 наблюдается еще один механизм проводимости, параметры которой близки к параметрам проводимости т2 пленки 9. Все найденные параметры исследованных пленок приведены в таблице 1. Полученные значения параметров зонной проводимости а01 и Ех в отожженных пленках позволяют оценить положение уровня Ферми Ер в запрещенной зоне [99]. Согласно формуле 2.43, при аА = 1.5-102 Ом 1 см 1 получаем ЕР=Ес-0.65эВ и Ер =Еу+0.55эВ (при Т= 200К) для нелегированной и легированной бором пленок, соответственно. Это указывает на то, что уровни Ферми, в этих пленках, расположены в области энергетических уровней оборванных связей кремния (ОС), т. е. прыжковая проводимость с переменной длиной прыжка, при низких температурах, осуществляется по уровням ОС [99]. Из таблицы видно, что положение уровня Ферми в запрещенной зоне в нелегированной пленке, после высокотемпературного отжига, практически не изменилось. В легированной же пленке, уровень Ферми, после отжига, сместился к потолку валентной зоны на 0.14 эВ. Отсутствие сдвига уровня Ферми в отожженных нелегированных пленках определяется тем, что энергетические уровни оборванных связей кремния, образующихся при отжиге, в результате эффузии водорода, находятся в области, близкой к положению уровня Ферми в неотожженной пленке. В отожженных, легированных пленках образование оборванных связей в глубине запрещенной зоны также должно было бы приводить к сдвигу уровня Ферми к середине запрещенной зоны. Поэтому обнаруженное смещение уровня Ферми к валентной зоне в легированных пленках при высокотемпературном отжиге, указывает на увеличение концентрации электрически активных атомов бора. Наиболее очевидная причина увеличения эффективности легирования пленок бором, связана с эффузией водорода, приводящей к уменьшению концентрации пассивированных водородом электрически неактивных атомов бора.
Наблюдаемая в отожженной, легированной бором пленке проводимость т2, по-видимому, является прыжковой проводимостью по состояниям хвоста валентной зоны. Разность энергии Ферми и энергии активации прыжковой проводимости аг, указывает на энергетическое положение этих состояний. Эта разность, согласно данным таблицы, составляет величину: EF-E2 {Ev + 0.55эЯ) - 0.26эВ EV+ 029эВ.
Чаще всего е2 -проводимость связывается с переносом по верхней зоне Хаббарда (по состояниям D -центров). В рассматриваемом случае возникновение -проводимости, по-видимому, связано с возрастанием уровня легирования при высокотемпературном отжиге, приводящем, с одной стороны, к смещению уровня Ферми к потолку валентной зоны, а с другой -к возрастанию плотности состояний в хвосте валентной зоны. Разность энергий активации зонной проводимости и ег-проводимости составляет величину Ду = , -Е2 =0.29эВ. Она определяет энергетическое расстояние от порога подвижности до слоя энергий состояний, по которым осуществляется г-проводимость и характеризует протяженность области локализованных состояний с неэкспоненциальным спадом плотности состояний.
