WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||
Таким образом, наличие в легированном эрбием монокристаллическом кремнии глубоких уровней с энергиями 0.117, 0.145, 0.15 и 0.16 эВ может служить индикатором Er–O-комплексов, стимулирующих электролюминесценцию. В связи с этим наблюдаемые нами уровни L5-L6, вероятно, отражают эрбий-кислородные комплексы в матрице a-Si : H, однако прямой перенос таких представлений на случай аморфного гидрогенизированного кремния вызывает определенные трудности.

С одной стороны, на основании данных, полученных в работе [18], считается, что излучающими центрами в c-Si, в a-Si : H(Er), а также в a-Si : H(Er), подвергнутых высокотемпературному отжигу, являются кластеры окисла эрбия. Методом эмиссионной мессбауэровской спектроскопии на изотопе Er(169Tm) было показано, Рис. 4. Распределение по толщине концентраций компонентов что оптически активными центрами фотолюминесценции пленок, измеренное методом масс-спектрометрии вторичных ионов. Пленки выращены в течение 60 мин, при легировании при температурах источника эрбия TEr, C: a — 140, b — 195.

(см. таблицу), а энергию дополнительного более мелкого уровня E(S) определить не удалось [10]. Не исключено, что в слое a-Si : H(Er) подобный мелкий донор (или донорная зона в хвосте плотности состояний) формирует пик тока с энергией активации 43 мэВ. О легирующих свойствах центров, связанных с эрбием, свидетельствуют также изменения в характере фоновой темновой проводимости исследуемых структур (рис. 5). При увеличении концентрации эрбия существенно возрастает проводимость образцов и изменяется характер ее температурной зависимости.

К третьей группе центров, связанных с эрбием, следует отнести уровни, проявляющиеся в диапазоне температур от 90 до 280 K. Из сопоставления с литературными данными из работ [9,10], посвященных исследованиям методом НСГУ глубоких уровней, вводимых имплантацией Er в c-Si (как чистый эпитаксиальный, так и монокристаллический кремний с различным содержанием остаточного кислорода), и наблюдаемой трансформацией центров после соимплантации кислорода и проведения отжигов, можно сделать вывод, что по крайней мере наблюдаемые нами уровни L7-LРис. 5. Температурные зависимости обратного темнового соответствуют Er-комплексам или расположению Er в тока структур a-Si : H(Er)/c-Si, полученных при температурах нестабильных конфигурациях. В работе [10] обнаруже- источника ионов эрбия TEr, C: 1 — 190, 2 — 165, 3 — 140.

Физика и техника полупроводников, 2001, том 35, вып. 654 В.С. Лысенко, И.П. Тягульский, И.Н. Осиюк, А.Н. Назаров, Я.Н. Вовк, Ю.В. Гоменюк...

являются кластеры, структура которых, как и в c-Si, соот- [6] G.F. Garlick, A.F. Gibson. Proc. Phys. Soc., 60, 574 (1948).

[7] J.T. Randall, M.N.F. Wilkins. Proc. Roy. Soc., A184, ветствует окислу Er2O3, но природа кластеров несколько (1945).

различна по локальному окружению. Как следует из [8] R.A. Cresswell, M.M. Perlman. J. Appl. Phys., 41, данных ВИМС (рис. 4), существует достаточная концен(1970).

трация кислорода для образования подобных кластеров [9] S. Libertino, S. Coffa, G. Franzo, F. Priolo. J. Appl. Phys., 78, в обогащенном эрбием слое аморфного кремния.

3867 (1995).

С другой стороны, при анализе уровней в a-Si : H(Er) [10] J.L. Benton, J. Michel, L.C. Kimerling, D.C. Jacobson, необходимо учитывать специфику легирования и ввеY.-H. Xie, D.J. Eaglesham, E.A. Fitzgerald, J.M. Poate. J. Appl.

дения дополнительной примеси в аморфный материPhys., 70, 2667 (1991).

ал. Известно, что в аморфных материалах существуют [11] A.H.M. Shousha. Thin Sol. Films, 20, 33 (1974).

”собственные хвосты” плотности состояний, вызванные [12] V.S. Lysenko, T.N. Sytenko, V.I. Zimenko, I.P. Tyagulski, O.V. Snitko. Phys. St. Sol. (a), 59, 115 (1980).

флуктуацией углов связи и их длины. Другой тип раз[13] V.S. Lysenko, I.P. Tyagulski, Y.V. Gomeniuk, I.N. Osiyuk, упорядочения сетки, такой как оборванные связи или I.I. Tkach. J. Phys. D: Appl. Phys., 31, 1499 (1998).

примеси, приводит к образованию другого типа состо[14] V.S. Lysenko, T.N. Sytenko, V.I. Zimenko, O.V. Snitko. Phys.

яний в запрещенной зоне. Они влияют на собственные St. Sol. (a), 71, 619 (1982).

хвосты двумя путями: их присутствие увеличивает раз[15] S.D. Baranovskii, M. Zhy, T. Faber, F. Hensel, P. Thomas, упорядоченность сетки и уширяет собственные хвосты, M.B. von der Linltn, W.F. Van der Weg. Phys. Rev. B, 55, а энергетическое распределение некоторых состояний в 16 226 (1997).

запрещенной зоне (в частности, мелких доноров) может [16] В.В. Емцев, В.В. Емцев (мл.), Д.С. Полоскин, Н.А. Собоперекрываться с хвостами. Реальный хвост представляет лев, Е.И. Шек, Й. Михель, Л.С. Киммерлинг. ФТП, 33, собой суперпозицию этих двух вкладов [19]. Устано- (1999).

влено, что при увеличении концентрации мелких леги- [17] F. Priolo, G. Franzo, S. Coffa, A. Polman, S. Libertino, R. Barklie, D. Carey. J. Appl. Phys., 78, 3874 (1995).

рующих примесей в аморфном кремнии увеличивается и [18] В.Ф. Мастеров, Ф.С. Насреддинов, П.П. Серегин, плотность оборванных связей, заряженных отрицательно М.М. Мездрогина, Е.И. Теруков. ФТП, 32, 68 (1998).

в материале n-типа, причем их концентрация пропор[19] J. Tauc. J. Non-Cryst. Sol., 97 & 98, 149 (1987).

циональна корню квадратному из общей концентрации [20] V. Stutzman. Phil. Mag. B, 53, L15 (1986).

примеси [20]. В нашем случае введение атомов Er в [21] H. Kida, T. Kumada, H. Okumoto, Y. Hamakawa. Sol. St.

аморфную матрицу приводит к образованию глубоких Commun., 59, 233 (1986).

уровней L14 и L15 с концентрацией, значительно более [22] М.С. Бресслер, Т. Грегоркович, О.Б. Гусев, Н.А. Соболев, высокой, чем все выше описанные уровни, и увеличиваЕ.И. Теруков, И.Н. Яссиевич, Б.П. Захарченя. ФТТ, 41, ющейся с ростом концентрации введенного Er. Так как (1999).

энергии активации этих уровней (0.65 и 0.76 эВ) близки к Редактор Т.А. Полянская энергии активации двукратно и однократно отрицательно заряженных оборванных связей (0.54 и 0.90 эВ соответThe erbium effect on electronic traps ственно) [21], можно предположить, что они соответin a-Si : H(Er)/c-Si structures produced ствуют кремниевым оборванным связям (D-центрам), by CVD method которые способствуют резонансной передаче энергии иону эрбия [22].

V.S. Lisenko, I.P. Tyagulskii, I.N. Osiyuk, A.N. Nazarov, Таким образом, в настоящей работе впервые исследоYa.N. Vovk, Yu.V. Gomenuk, E.I. Terukov, ваны электрические свойства и характеристики уровней O.I. Konkov дефектов в верхней половине запрещенной зоны, образуInstitute of Semiconductor Physics, ющихся при введении эрбия в аморфный гидрированный National Academy of Sciences, кремний a-Si : H(Er), полученный методом PECVD.

252028 Kiev, the Ukraine Ioffe Physicotechnical Institute, Список литературы Russian Academy of Sciences, 194021 St. Petersburg, Russia [1] М.С. Бреслер, О.В. Гусев, Б.П. Захарченя, В.Х. Кудоярова, Е.И. Теруков, В. Фус, И.Н. Яссиевич. ФТТ, 38, 1189 (1996).

Abstract

Electrical properties and characteristics of Er-induced [2] Е.И. Теруков, О.И. Коньков, В.Х. Кудоярова, О.Б. Гусев, defects into the upper part of PECVD a-Si : H forbidden gap were Г. Вайзер. ФТП, 32, 987 (1998).

studied.

[3] О.Б. Гусев, М.С. Бреслер, Б.П. Захарченя, А.Н. Кузнецов, П.Е. Пак, Е.И. Теруков, К.Д. Цэндин, И.Н. Яссиевич. ФТТ, 41, 210 (1999).

[4] Е.И. Теруков, М.М. Казанин, О.И. Коньков, В.Х. Кудоярова, К.В. Коугия, Ю.А. Никулин, А.Г. Казанский. ФТП, 34, 861 (2000).

[5] Y. Gobrecht, D. Hofman. J. Chem. Phys. Soc., 27, 509 (1966).

Физика и техника полупроводников, 2001, том 35, вып.

Pages:     | 1 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.