Исследование структурных и электрофизических характеристик пленок на основе ?-Si: H, полученных в плазме НЧ разряда
Диссертация
С технологической точки зрения преимущества многих устройств и приборов, в частности солнечных элементов, на основе a-Si:H по сравнению с аналогичными поликристаллическими кремниевыми элементами связаны с более низкими температурами их изготовления (< 300 °С), что позволяет использовать дешевые стеклянные и тонкие гибкие подложки и снизить в 20 раз потребности в кремнии. Объектами для нанесения… Читать ещё >
Список литературы
- Физика гидрогенизированного аморфного кремния: Вып. 1. Структура, приготовление и приборы: Пер. с англ./ Под ред. Дж. Джоунопулоса, Дж. Люков-еки.-М.: Мир, 1987.-368 с.
- Меден А., Шо М. Физика и применение аморфных полупроводников: Пер. с англ. М.: Мир, 1991. 670 е., ил.
- Аморфные и поликристаллические полупроводники: Пер. с нем./ Хейванг
- B., Биркхельц У., Айнцингер Р. и др.- Под ред. Хейванга В. М.: Мир, 1987. 160 е., ил.
- Ле-Комбер П., Спир У. Легированные аморфные полупроводники // Аморфные полупроводники: Пер. с англ./ Под ред. Бродски М. М.: Мир, 1982. 419 е., ил.
- Орешкин П. Т. Физика полупроводников и диэлектриков. М.: Высшая школа, 1977.448 е., ил.
- Мотт Н., Дэвис Э. Электронные процессы в некристаллических веществах- Пер. с англ. под ред. Коломийца Б. Т. М.: Мир, 1982. — 4.1,2. 662 е., ил.
- Неупорядоченные полупроводники / Айвазов А. А., Будагян Б. Г., Вихров
- C. П., Попов А. И.- Под ред. А. А. Айвазова. М.: Изд-во МЭИ, 1995. — 352 с.
- Нагельс П. Электронные явления переноса в аморфных полупроводниках // Аморфные полупроводники / Под ред. Бродски М.- М.: Мир, 1982. 419 с.
- Физика гидрогенизированного аморфного кремния: Вып. II. Электронные и колебательные свойства: Пер. с англ./ Под ред. Дж. Джоунопулоса, Дж. Люков-ски. М.: Мир, 1988.-448 с.
- Ю.Алешин А. Н. и др. Низкотемпературная проводимость сильнолегированного аморфного кремния // ФТП. 1985. Т. 19, Вып. 7. с. 1240−1243.
- П.Вишняков Н. В. Контактные явления в структурах металл аморфный гид-рогенизированный кремний: Автореф. дисс. канд. техн.наук. Ряз, 1993
- J. Tauc. Optical properties of solids, ed. F. Abeles, North-Holland, Amsterdam, the Netherlands, 1972, p.277
- J. Tauc. Amorphous and liquid semiconductors. Plenum Press, London, 1974.
- C.R. Wronski. Amorphous silicon technology: coming of age. 1st World Conference on Photovoltaic Solar Energy Conversion, Hawaii, 5−9 December 1994, p. 373 379.
- F. Urbach. The long-wavelength edge of photographic sensitivity of the electronic absorption of solids. Phys. Rev., 1953, v. 92, p. 1324.
- G.D. Cody, Т. Tieje, В. Abeles, В. Brooks and Y. Goldstein. Disorder and the optical absorption edge of hydrogenated amorphous silicon. J. Phys., 1981, C4, p. 301 304.
- C. Loveland, W.E. Spear and A. Al-Sharbaty. Photoconductivity and absorption in amorphous Si. J. Non-Cryst. Solids, 1973, v. 13, p. 55−68.
- А. Роуз. Основы теории фотопроводимости: Пер. с англ./ Под ред. А.А. Ро-гачева и Р. Ю. Хансеварова. М.: Мир, 1966, 190 с.
- К.В. Шалимова. Физика полупроводников. Учебное пособие. М.: Энергия, 1971.-312 с.
- Mahan А.Н., Menna P., Tsu R. Influence of microstructure on the Urbach edge of amorphous SiCH and amorphous SiGe: H alloys//Appl.Phys.Lett. 1987. Vol.51. P. 1167−1169.
- Yonezava F. //In: Amorphous Semiconductor Technology and Devices, ed. By Y.Hamakawa. P. 12−20.
- Kosarev A.I., Kovrov A.G., Gibson R.A.B., LeComber P.G. The effect of structure on the electronic proporties of a-Si:H // J. Non-Cryst. Solids 1991.Vol.137/138. P.371−374.
- Qin G.G., Kong G.L. Silicon-hydrogen bonds and microvoids in hydrogenated amorphous silicon and Staebler-Wronski effect.//Sol. St. Comm. 1989.Vol.71. P.41−43.
- Будагян Б.Г., Айвазов А. А., Мейтин M.H., Стряхилев Д. A. Микроструктурные неоднородности и релаксационные процессы в a-Si:H// Сборник Трудов МИЭТ. 1993. С.26−38
- Kakalios J., Jackson W, B: The hydrogen glass model. // In: Amorphous silicon and related materials, ed. by Fritzsche H. World Scientific, Singapore. 1988. P.207−245.
- Jackson W.B., Tsai C. C, Santos P.V. Dependence of hydrogen trapping densities of hydrogen concentration. // J. Non-Cryst. Solids. 1991. Vol.137/138. P.21−24
- Santos P.V., Doland C, Johnson N.M., Street R.A. Light-induced hydrogen diffusion in a-Si:H. //J. Non-Ciyst. Solids. 1991. Vol.137/138. P.33−36.
- Jackson W.B. Role of hydrogen complexes in the metastability of hydrogenated amorphous silicon. // Phys. Rev. B. 1990. Vol.41. No 14. P. 1 025 710 260.
- Lucovsky G., Jing Z., Lu Z., Lee DR., Whitten J.L. Properties of Hydrogen in Hydrogenated Amorphous-Silicon and Other Amorphous-Silicon Alloys.// J. Non-Cryst.Solids. 1995. Vol.182. No. 1−2.1. Щ P.90−102.
- Zhang S.B., Jackson W.B. Formation of extended hydrogen complexes in silicon.//Phys. Rev. B. 1991. Vol.43. No 14. P.12 142−12 145.
- Johnson N.M. Hydrogen in crystalline and amorphous silicon. // J. Non-Cryst. Solids. 1991. Vol.137/138. P.37−40.
- Witte H., Barthel U., Garke B. Influence of X-ray-exposure on electrical prop-Щ erties of a-Si:H layers // Phys.Stat.Sol. A 1994. V. 146. No.2. P.703−712.
- Schmidt J.A., Koropecki R.R., Arce R., Buitrago R.H. Annealing-induced effects on the stability of hydrogenated amorphous silicon // J. Appl. Phys. 1995. Vol. 78. No 10. P.5959−5964.
- Godet C, Roca i Cabarrocas P. Defect equilibration in amorphous silicon films submitted to high intensity illumination // In: Amorphous Silicon Technology 1996.ed.by M. Hack, E.A.Schiff, A. Madan, R.E.I.Schropp, and A. Matsuda
- Mat.Res.Soc.Symp.Proc, Pittsburgh, PA) 1996. Vol.420. P.31−36.
- Артемов E. И. Микроструктура и свойства тонких пленок аморфного гид-рогенизированного сплава кремния с углеродом: Автореф. дисс. канд. техн. наук. Москва, 2004.
- Бердников А.Е. Разработка и исследование технологии высокоскоростного осаждения аморфного гидрогенизированного кремния и его сплавов в плазме низкочастотного разряда: диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Ярославль, 2001.
- Бодягин Н.В., Вихров С. П., Айвазов А. А. Динамика роста твердотельных материалов. «Известия ВУЗов. Электроника», 1997, № 3−4, с.7−10.
- Айвазов А.А., Будагян Б. Г., Бодягин Н. В. Морфология поверхности и релаксационные процессы в a-Si:H. Поверхность (физика, химия, механика)., 1993, № 1, с.81−86.
- Селищев С.В., Бялый А. В. Влияние давления аргона на морфологию поверхности кремния при воздействии на него лазерного излучения. ФХОМ 1987, № 5, с. 88−90.
- Knights J.С., Lujan R.A., Rosenblum М.Р., Street R.A., Biegelsen D.K. // Appl.Phys.Lett. 1981. Vol.38. P.331
- Ross R.G., Messier R. The effects of hydrogen partial pressure on reactively sputtered amorphous silicon // J.Appl.Phys. 1984. Vol.56. No 2. P.347−351.
- Perrin J. Physico-Chimie d’un Plasma Multipolaire de Silane et Processus deposition du Silicium Amorphe Hydrogene. // PhD thesis. Universite ParisVII. 1983.P.291.
- Perrin J. Plasma and surface reactions during a-Si:H film growth. // J. Non-Cryst. Solids. 1991. Vol.137,138. P.639−644.
- Roca i Cabarrocas P. Towards high deposition rates of of a-Si:H the limiting factors II J. Non-Cryst. Solids. 1993. Vol.166. P. 131−134.
- Shirai H., Drevillon B. and Ossikovski R. In situ investigation of amorphous silicon- silicon nitride interfaces by infrared ellipsometry // Appl.Phys.Lett. 1993. Vol.62. No 22. P.2833−2835.
- Knobloch J., and Hess P. In situ infrared transmission spectroscopy of nucleation and growth of amorphous hydrogenated silicon // Appl.Phys.Lett. 1996. Vol.69. No 2. P.4041−4043.
- Вихров С.П., Бодягин H.B. Новый подход к построению технологических систем на примере роста слоев a-Si:H. Учебное пособие. Рязань, РГРТА, 1994. 108 с.
- Аморфные полупроводники и приборы на их основе: Пер. с англ./ Под ред. Й. Хамакавы. М.: Металлургия, 1986. — 376 с.
- Dutta J., Kroll U., Chabloz P., Shah A., Howling A., Dorier J.-L, Hollenstein Ch. //J.Appl. Phys. 1992. Vol.72. P.3220.
- Керрпег H., Kroll U, Meier J., and Shah A. Very high frequency glow discharge: plasma- and deposition aspects. // Solid State Phenomena 1995. Vol.44−46. P.97−126.
- Schmidt U.I., Schroder B. and Oechsner H. Influence of powder formation in a si-lane discharge on a-Si:H growth monitored by in situ ellipsometry. // J. Non-Cryst. Solids. 1993. Vol.164−166. P.127−130.
- В.Ф. Киселев. Поверхностные явления в полупроводниках и диэлектриках. М., 1970, 400 с.
- Аморфный кремний и родственные материалы: Пер. с англ./ Под ред. X. Фрицше. М.: Мир, 1991, 544 с.
- Deki Н., Fukuda М., Miyazaki S., Hirose М. Surface morphologies of hydrogenated amorphous silicon at the early stages of plasma enhanced chemical vapor deposition.// Jpn. J. Appl. Phys. 1995. Vol. 34. P. L1027-L1030.
- Руководство пользователя C3M «Solver Pro" — MDT. М Гос. НИИ Физ. проблем, 2004.
- Гололобов Т.П., Уточкин И. Г. Сканирующая зондовая микроскопия -современный метод изучения поверхности твердых тел // Межвузовский сб. научных трудов. «Электроника». Рязань: PFPTA, 2003. С.71−78.
- Бухарев А.А. Диагностика поверхности с помощью сканирующей туннельной микроскопии // Заводская лаборатория, том 60, N10,1994, С. 15−25.
- Быков В.А., Лазарев М. И., Саунин С. А. Сканирующая зондовая микроскопия для науки и промышленности // Электроника: Наука, Технология, Бизнес, N5, 1997, С.7−14.
- Бухарев А.А., Овчинников Д. В. Диагностика поверхности с помощью сканирующей силовой микроскопии // Заводская лаборатория, 1997, N5, С. 10−27.
- Leveque G., Girard P., Belaidi S., Cohen G. Solal effects of air damping in noncontact resonant force microscopy // Rev. Sci. Instrum. V.68(l 1), Nowember 1997.
- Cho S.T., Najafi K., Wise K.D. «Internal stress compensation and scaling ultrasensitive silicon pressure sensor» IEEE TED, Vol 39, N4, 1993, P836−842.
- И.Г. Уточкин, A.C. Белобородов. Сканирующая зондовая микроскопия для медико-биологических исследований // Тез. докл. Биомедсистемы-2004, 2004, с.76−78
- Su Y., Evans A.G.R., Brunnschweiler., Ensell G., Koch M. Fabrication of improved piezoresistive silicon cantilever probes for the atomic force microscope// Sensors and Actuators A., 60, p. 163−167 (1997).
- Vatel O., Tanimoto M. Kelvin probe force microscope for potential distribution measurement of semiconductors devices// J. Appl. Phys. 77(6). 2358−2362 (1995).
- Nonnenmacher M., O1 Boyle M.P., Wickramasinghe H.K. Kelvin probe force microscope // Appl. Phys. Lett., 58 (25), 2921 -2923 (1997).
- G. Utochkin, A. P. Avachev. The measurement of potential on the surface of noncristalline semiconductors film by atomic force microscope// The collection thesis. Kaluga, 2005. p. 123−124.
- И.Г. Уточкин, А. П. Авачев, O.E. Нестеров. Определение поверхностного потенциала пленок неупорядоченных полупроводников методом атомно силовой микроскопии // Тез. докл. Всероссийской конференции, Екатеринбург, 2005, с. 120−121.
- И.Г. Уточкин, А. П. Авачев, А. А. Попов, А. В. Юлкин. Исследование электрофизических и структурно-морфологических свойств неупорядоченных полупроводников полученных в плазме НЧ (55 кГц) тлеющего разряда методом зонда
- Кельвина // Межвузовский сборник научных трудов: физика полупроводников. Микроэлектроника. Радиоэлектронные устройства. Рязань, 2005. с. 17−21
- Уточкин И.Г., Марков С. Г. Экспериментальное исследование электрофизических свойств неупорядоченных полупроводников методом атомно-силовой микроскопии// Тез. докл. 11-ой международной НТК, Москва, МГУ, 2004, с. 275.
- Вишняков Н.В., Мишустин В. Г., Уточкин И. Г. Расчет профиля потенциального барьера на границе металл-неупорядоченный полупроводник //Вестник РГРТА, вып. 10. Рязань, 2002. с. 74−78
- Yoshinobu Т., Iwasaki Н. Scaling analisis of chemical-vapordeposited tungsten films by atomic forse microscopy // Jnp. J. Appl. Phys, 1993, V.32, P.1562−1564.
- Iwamoto A., Yoshinobu Т., Iwasaki H. Stable growth and kinetic rougheing and electroheming deposition // Phys. Lett., 1994, V.72, N25, P.4025−4028
- Yeh W.K., Chen M.Ch., Lin M.Sh. Effect of surfase pretreatment of submicron contact hole on selective tungsten chemical vapor deposition // J. Vac. Sci. Technol., 1996, V.B.14, N. l, P.167−173.
- Jorgensen J.F., Carnelro. K., Madsen L.L. The scaning tunneling microscope and surface characterization // Nanotechnology, 1998, V.4, P. 152−158
- Schonenberger C., Alvarado S. F., Ortiz C. Scaning tunneling microscope as a tool to study surfase roughness of sputtered thin films // J. Appl- Phys., 1989, V.66, N.9,P.425 8−4261.
- Reiss G., Brucke H., Vancea J., Lechler R., Hastreiter E. Scaning tunneling microscopy on rough surface-quantitative image analysis // J. Appl. Phys., 1991, V.70, N. l P.523−525.
- Tabet M. F., Feng S.W., Cox A. J., Urban F. K. Investigation of silver in the ionized cluster beam deposition technique // J. Phys. D: Appl. Phys-, 1995, V.28, P.2365−2370.
- Hegde R.I., Wayne M., Pauson M., Tobin Th.J. Surface topography of doped polisilicon // J. Vac. Sci. Technol., 1995, V.B.13, N.4, P.1434−1441.
- Christensen P.A. Chem. Soc. Rev., 1992, V.21, P. 197.
- J. Tauc, R. Grigorovici and A. Vancu. Optical properties and electronic structure of amorphous germanium. Phys. Stat. Sol., 1966, v. 15, p. 627−637.
- G.D. Cody, B. Abeles, C.R. Wronski, R.B. Stevens and B. Brooks. Optical characterization of amorphous silicon hydride films. Solar Cells, 1980, v. 2, p. 227−243
- J. Perrin. Reactor design for a-Si:H deposition. In: «Plasma Deposition of Amorphous Silicon Based Materials». Ed. by G. Bruno, P. Capezzuto, A. Madan. Academic Press, 1995, p. 177−241.
- W. Paul and D.A. Anderson. Properties of amorphous hydrogenated silicon, with special emphasis on preparation by sputtering. Solar Energy Mater., 1981, v. 5, p. 229−316.
- B.A. Scott, R.M. Plecenik and E.E. Simonyi. Kinetics and mechanism of amorphous hydrogenated silicon growth by homogeneous vapor deposition. Appl. Phys. Lett., 1981, v. 39, p. 73−75.
- B.A. Scott. Homogeneous chemical vapor deposition. Semiconductors and Semimetals. Ed. J. Pankove, Academic Press, Orlando, U.S.A., 1984, v. 21, part A, p. 123−127.
- Giamioni and M. Musci. Laser-assisted CVD of amorphous materials. J. Non-Cryst. Solids, 1985, v.77−78, p. 743−752.
- T. Saitoh, S. Muramatsu, T. Shimada and M. Migitaka. Optical and electrical properties of amorphous silicon films prepared by photochemical vapor deposition. Appl. Phys. Lett., 1983, v. 42, p. 678−679.
- H. Wiesmann, A.K. Ghosh, T. McMahon and M. Strongin. a-Si:H produced by high-temperature thermal decomposition of silane. J. Appl. Phys., 1979, v. 50, p. 3752−3754.
- Б.Г. Будагян, А. А. Айвазов, М. Н. Мейтин, Д. А. Стряхилев, А.Г. Радо-сельский, А. А. Попов, В. Д. Черномордик, В. Г. Малыпаков, А. Е. Бердников. Перспективный метод получения аморфного кремния. Известия ВУЗов, серия «Электроника», 1997, N2, с. 44−48.
- L. Boufendi and A. Bouchoule. Particle nucleation and growth in a low-pressure argon-silane discharge. Plasma Sources Sci. Technol., 1994, v. 3, p.262−267.
- T. Yamaguchi, N. Sakamoto, M. Shimozuma, M. Yoshino and H. Tagashira. Particle formation in SiOx film deposition by low frequency plasma enhanced chemical vapor deposition. J. Appl. Phys., 1998, v. 83 (1), p. 554−560.
- Б.Г. Будагян, A.A. Айвазов. «Физико-химические основы базовой технологии получения аморфного гидрогенизированного кремния». М. МГИЭТ (ТУ). 1996. 60 с.
- A. Matsuda et al. Influence of power source frequency on the properties of GD a-Si:H. Jap. J. Appl. Phys., 1984, v. 23, p. L567-L569.
- P. Roca i Cabarrocas. Towards high deposition rates of a-Si:H the limiting factors. J. Non-Cryst. Solids, 1993, v.166, p.131−134.
- Черномордик В.Д. Солнечные элементы на основе аморфного гидрогенизированного кремния полученные в низкочастотном тлеющем разряде: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Ярославль, 2001.
- G.D. Cody. Semicond- 21 В, 11 (1984).
- М.В. Schubert, H.D. Mohring, E. Lotter, G.H. Bauer, IEEE Trans., 36, 2863 (1989).
- A.P. Sokolov, A.P. Shebanin, O.A. Golikova, M.M. Mezdrogina. J. Non -Cryst. Sol., 137/138, 99(1991).
- M.H. Brodsky. Sol. St. Commun., 36, 55 (1980).
- Юлкин A. B, Уточкин И. Г. Влияние микроструктуры материала на спектр поглощения в a-Si:H// Тез. докл. 7-ой международной конференции «Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы», Ульяновск, 2005, с. 210.
- S.K. O’Leary, S. Zukotinsky, J.M. Pierz. J. Appl. Phys., 78, 4282 (1995).
- Б.Г. Будагян, A.A. Айвазов, Д. А. Стряхилев, E.M. Соколов. Модель квантовых ям и края оптического поглощения в структурно-неоднородных сплавах на основе a-Si:H /ФТП, 1998, том 32, № 5.
- А.Д. Андреев, А. А. Липовский. Влияние анизотропии зонной структуры на оптические переходы в сферических квантовых точках на основе сульфида и се-ленида свинца /ФТП, 1999, том 33, № 12.
- Л.Д. Ландау, Е. В. Лившиц. Квантовая механика. Нерелятивистская теория. (М., 1989).
- I. Solomon and L.R. Tessler. Very high-gap tetrahedrally coordinated amorphous silicon-carbon alloys. MRS Proc., 1994, v. 336, p. 505−510.
- Duschl R., Seeberger Н., Eberl К. Hole mobilities in pseudorphic Sijx yGexCy alloy layers. Thin Solid Films, 1998, vol. 336, p.336−339.17 «октября 2005 г. Л