щих элементов (SiH4,
GeH4, СН4, NH3 и др.) в ВЧ плазме
тлеющего разряда. Процесс проводится при температурах 250...350°С и
давлении в рабочем реакторе (1...100) Па. В качестве подложек используются
пластины и ленты из обычного термостойкого, а также кварцевого стекла
и из нержавеющей стали. Легирование материала осуществляют введением
в газовую среду фосфина (РН3) или диборана
(В2Н6) непосредственно в процессе осаждения
пленок. Электрическая активность вводимых легирующих примесей в
аморфных гидрированных полупроводниках существенно меньше 100%.
Процесс доведен до уровня широкого использования и при получении
многослойных приборных структур осуществляется в многокамерном варианте,
практически непрерывно.
В последние годы все большее
распространение получают традиционные методы осаждения из газовой
фазы, с помощью которых удается существенно увеличивать скорость роста
пленок, по сравнению с методом тлеющего разряда. В применении к
a-Si:H, процесс осуществляют путем термического разложения
SiH4, Si2H6, Si3Hg при
температурах 300...500°С. Неплохие результаты дает и гидрирование аморфных
пленок, напыленных в условиях высокого вакуума путем имплантации в
них ионов водорода, а также метод реактивного распыления.
Содержащиеся в a-Si:H атомы
водорода образуют конфигурации типа sSi-H, =Si-H2,
-Si-H3. Соотношение этих конфигураций в пленке в
значительной степени зависит от условий выращивания. Полная
концентрация водорода в пленках a-Si:H, полученных в плазме тлеющего
разряда, колеблется в пределах 7...12% (ат.). При нагреве пленок до
температур, превышающих 300 °С, происходит частичная потеря водорода.
Оборванные связи в a-Si:H могут находиться в трех зарядовых
состояниях: нейтральном, положительном и отрицательном. При этом в
нелегированных пленках концентрация заряженных дефектов в 3—4 раза
больше, чем концентрация нейтральных. При введении в пленки атомов
германия, углерода или азота картина дефектообразования существенно
усложняется за счет появления оборванных связей между атомами
различных элементов, образующих материал. При этом концентрация
дефектов в пленке возрастает с увеличением содержания третьего
элемента.
Аморфные гидрированные
полупроводники являются достаточно высо-коомными материалами. Проводимость
нелегированного a-Si:H при комнатной температуре составляет
(10~9...10~'°) Ом-1см"'. Легирование фосфором
или бором позволяет увеличивать проводимость до Ю-2
Ом-1 *см"'. При температурах, превышающих 250 К, проводимость
определяется пе-
