Гидрогенизированный аморфный кремний
Cтраница 2
Для осаждения пленок используется простая установка, в которой безэлектродный тлеющий разряд возбуждается внешним витком при частоте от 0 5 до 13 5 МГц. Степень однородности пленок гидрогенизированного аморфного кремния значительно повышается, если тлеющий разряд в SiH4 создается между плоскопараллельными электродами ( разряд постоянного тока) или с помощью конденсатора возбуждается высокочастотный разряд с частотой 13 56 МГц. Состав пленок, в частности концентрация водорода, сильно зависит от характеристик разряда, давления SiH4 и температуры подложки. При высоком давлении SiH4 формируются пленки, имеющие островковую структуру. Пленки, осаждаемые при температуре ниже 200 С, содержат включения дигид-рида и, возможно, тригидрида кремния. Данные о наличии атомов или молекул водорода в междоузлиях отсутствуют. [16]
В настоящее время пленки гидрогенизированного аморфного кремния в основном получают разложением сила на в плазме тлеющего разряда. Подложки, на которые необходимо нанести пленки гидрогенизированного аморфного кремния, размещают в рабочей камере и пропускают через нее со скоростью от 0 1 до 30 см3 / мин смесь газообразного силана с водородом, возбуждая и поддерживая с помощью электромагнитного поля тлеющий газовый разряд. Разложение молекул силана на атомы водорода и кремния, осаждаемые на подложки, происходит в плазме тлеющего разряда. В зависимости от способа возбуждения тлеющего разряда различают несколько типов установок нанесения пленок аморфного кремния. [17]
Для изготовления солнечных элементов применяют пленки a - Si: Н, осаждаемые как в тлеющем разряде, так и с помощью высокочастотного ионного распыления. В предыдущих разделах отмечалось, что пленки, осаждаемые посредством ионного распыления, не обладают такими структурными и электронными свойствами, которые необходимы для изготовления высокоэффективных приборов. Однако проведенные недавно исследования гидрогенизированного аморфного кремния, получаемого методом ионного распыления при высоком парциальном давлении аргона [22, 24], показали, что при определенных условиях осаждения образуются пленки, по своим структурным и электронным свойствам не уступающие выращиваемым в тлеющем разряде. Данные о характеристиках солнечных элементов на основе этих пленок еще не опубликованы. [18]
Изучению кинетики осаждения a - Si: Н в тлеющем разряде, или химических аспектов этого процесса, посвящено немного работ. С помощью масс-спектрального анализа установлено, что в плазме SiH4 в довольно большом количестве содержатся дигидриды ( SiH2) и тригидриды ( SiHs) кремния, концентрация же высших силанов ( Si H x2) меняется в зависимости от условий осаждения. Вопрос о влиянии состава плазмы на качество пленок a - Si: Н остается дискуссионным, тем не менее исследование гидрогенизированного аморфного кремния, получаемого в различных условиях, показывает, что наличие в плазме моногидрида кремния ( SiH) благоприятно сказывается на его свойствах. [19]
Как видно из этого рисунка, кривые / и 2 хорошо согласуются друг с другом: максимум фоточувствительности соответствует области длин волн, в которой наблюдается максимальная интенсивность солнечного излучения. Другой причиной является низкая стоимость гидрогенизированного аморфного кремния по сравнению со стоимостью монокристаллических полупроводников, традиционно используемых в этой области. [20]
 |
Изменение плотности гидрогенизированного аморфного. [21] |
Столбики формируются на границе раздела пленки с подложкой, и их направление роста совпадает с направлением движения частиц пара к подложке. Между единичными столбиками образуются области с пониженной плотностью вещества, в состав которого, по-видимому, входят цепочки полисилана ( SiH2) n и моногидрид кремния, насыщающий свободные связи. В высококачественных пленках a - Si: Н, применяемых для изготовления приборов, размеры областей с пониженной плотностью вещества малы, а водород присутствует в основном в виде моногидрида кремния. Такие пленки слабо окисляются после осаждения, количество их структурных элементов размером - 100 нм незначительно, и в то же время в пленках можно обнаружить столбики диаметром - 10 нм. Влияние микроструктуры на физические свойства пленок оказывается очень существенным. Особенности же микроструктуры определяются параметрами процесса осаждения. Значения плотности вещества в пленках a - Si: Н, представленные в табл. 6.2, показывают, насколько значительны вариации свойств гидрогенизированного аморфного кремния при изменении условий осаждения. [22]
Страницы: 1 2