Hidrojenlenmiş amorf silisyum filimlerinin elde edilmesi ve karakterizasyonu

Abstract

XV ÖZET Bu çalışmada, hidrojenlendirilmiş amorf silisyum (a-Si:H) filimleri büyütmek için, bir radyo frekansı (RF) plazma biriktirme (glow-discharge) düzeneği kurulmuş, bu düzenek¬ te büyütülen katkılanmamış a-Si:H filimleri karakterize etmek amacıyla, filimlerin karanlık iletkenlikleri ve fotoiletkenlikleri sıcaklığın fonksiyonu olarak incelenmiştir, ölçülebilen parametreler sistematik olarak değiştirilerek, elektronik aygıt yapımına uygun kalitede, a-Si:H filimleri hazırlama koşulları belirlenmiştir. Ha¬ zırlanan a-Si:H filimlerden bu kaliteye en yakın olanlarının, karanlık iletkenliği aktivasyon enerjileri E 0.7-0.8 eV, ao değerleri ise 3xl03 - 2xl05 (ftcm)`1 3i arasındadır. Bu tür filimlerin fotoiletkenliklerinin sıcaklıkla değişim eğrileri, çok az oranda (100 ppm'den küçük) hava ile kirletilmiş plazma ortamında hazırlanan a-Si:H filimlerinin karakterini taşımaktadır. Fotoiletkenliğin sıcaklığa bu bağımlılığı, sözde yasak enerji aralığında bulunan iki enerji düzeyli bir rekombi- nasyon modeli ile açıklanabilir görünmektedir. Taban sıcaklığı 230-260 °C arasında tutularak büyütülen filimle¬ rin fotoiletkenliklerinin oda sıcaklığındaki değerlerin¬ den, elektronların mobilitesi-ömürsüresi (UT) çarpımı -6- fi 2 3x10 ile 9x10 cm /V aralığında hesaplanmıştır. Budeğerler, elektronik aygıt yapımına uygun kalitedeki - 5 -6 2 a-Si:H filimler için istenen, 10 -10 cm /V değerleri aralığında kalmaktadır. Yüksek fotoiletkenlik gösteren a-Si:H filimlerde Steabler-Wronski etkisi gözlenmiştir.

vi SUMMARY In this work, a radio frequency glow-discharge system is constructed to produce undoped hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) films. The characterization of these films have been made by temperature dependent dc dare conductivity and photoconductivity measurements. The growth parameters are systematically changed to obtain the best plasma condition to produce `good` or `electronically viable` a-Si:H specimens. The `good` films, produced by this system, have nearly the same dark conductivity activation energies, ranging between 3 5 -1 0.7-0.8 eV, and a values ranging between 3x10 -2x10 (Q cm), as reported in the literature. Temperature dependent photoconductivity curves of these `good` films have the main characteristic feature, of the_a-Si:H specimens prepared in uncontaminated silane plasma atmosphere. The yr (mobility-lifetime) product of these films are in the range 3x10 -9x10 cm /V and they show strong Steabler- Wronskl effect.