Amorf yarı iletken a-Si:H/a- SİNx:H çokkatlı filimlerin elektrik ve optik özellikleri

Abstract

öz Bu çalışmada, RF plazma biriktirme sisteminde hidrojenlendirilmiş amorf silisyumun (a-Si:H) ve hidrojenlendirilmiş amorf silisyum- azot alaşımı (a-SiNx:H) tekkatlı filmlerin ve bunların ardışık olarak üst üste büyütülmesi ile elde edilen çokkatlı ince filmlerin elektronik ve optik özelliklerini belirlemek için karanlık iletkenlik, aydınlık iletkenlik ve optik geçirgenlik deneyleri yapılmıştır. Karanlık iletkenlik deneyleri sonucunda; tekkatlı ve çokkatlı filmlerin karanlık öziletkenlikleri arasında ilişki kurulmuş ve çokkatlı filmlerin karanlık öziletkenliklerinin tekkatlı filmlerle aynı davranışı gösterdiği tespit edilmiştir. Çokkatlı filmlerin a-Si:H katmanını oluşturan tekkatlı yarım saatlik saf filme göre daha yüksek karanlık öziletkenlikleri vardır ve katman sayısı karanlık öziletkenliği çok belirgin bir şekilde değiştirmemiştir. Aydınlık iletkenlik deneyleri sonucunda; tekkatlı ve çokkatlı filmlerin fotoöziletkenlikieri arasında ilişki kurulmuş çokkatlı filmlerin fotoöziletkenliklerinin karanlık öziletkenlikte olduğu gibi tekkatlı filmlerle aynı davranışı gösterdiği tespit edilmiştir. Katman sayısı ve katmanların büyüme süresi fotoöziletkenliği etkilemekte ve artan azot oranı ile fotoöziletkenlik artmaktadır. Optik geçirgenlik deneylerinin sonucunda; çokkatlı filmlerin, katman sayısı, azot oranı ve katmanların büyüme süresine bağlı olarak görünür bölgeyi çok iyi kesen yakın infrared bölgeyi (NIR) geçiren bant filtre özelliği gösterdiği tespit edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Amorf Silisyum, amorf silisyum azot alaşımı, a-Si:H/ a-SiNx:H çokkatlı filmler, bant geçiren filtre, Fabry-Perot filtre. Danışman: Doç. Dr. Hüseyin TOLUNAY, Hacettepe Üniversitesi, Fizik Mühendisliği Bölümü

ABSTRACT In this study, multilayer films consisting of sequential layers of hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) and insulating amorphous silicon nitride (a-SiNx:H) were prepared on glass substrates by plasma decomposition, using SihU for the undoped a-Si:H and SiH4 / NH3 for nitride layer. The dark conductivity and the steady-state photoconductivity and their dependence on light intensity were investigated in multilayer films as a function of temperature between 420 and 100 K. Optical transmission measurements were carried out on a spectrometer in the wavelength range from 400 nm to 1 100 nm. Dark conductivity measurements showed that the conductivity was thermally activated with a single activation energy as in the case of single-layer films. The activation energy was measured to be ~ 0.5 eV. The temperature and the light intensity dependence of photoconductivity of multilayer films behaved like single-layer films. Optical transmission measurements displayed that some multilayer films behaved as a Fabry-Perot bandpass filter in the near-infrared region. Keywords: Amorphous silicon, amorphous silicon nitride alloys, a-Si:H/ a~SiNx:H multilayer films, bandpass filter, Fabry-Perot filter. Advisor: Doç. Dr. Hüseyin TOLUNAY, Hacettepe University, Department of Physics Engineering