hp**"* 2. МАТЕРИАЛЫ МИКРО- И
НАНОЭЛЕКТРОНИКИ
- ■
реносом электронов или дырок по
делокализованным состояниям зоны проводимости или валентной
зоны.
Нелегированный a-Si:H имеет
большую фотопроводимость в видимой области спектра, фоточувствительность
(отношение фотопроводимости к темновой проводимости) составляет
104...107. При легировании фотопроводимость
возрастает, а фоточувствительность уменьшается. Аналогичные закономерности
наблюдаются и в «твердых растворах» на основе a-Si:H, которые обладают
меньшей фотопроводимостью и фоточувствительностью, чем сам
гидрированный кремний. При температурах выше комнатной основными
центрами рекомбинации неосновных носителей заряда в аморфных гидрированных
полупроводниках являются оборванные связи, концентрация которых в
«твердых растворах» всегда больше, чем в a-Si:H. Ширина оптической
запрещенной зоны в аморфных гидрированных полупроводниках возрастает
по мере увеличения концентрации в них водорода, и для a-Si:H она
составляет 1,6... 1,8 эВ. Введение в пленки a-Si:H германия позволяет
уменьшить эту величину до 1,0 эВ, а введение углерода и азота увеличить ее
до значений 2,5...3,2эВ и 5 эВ соответственно.
При освещении гидрированных
полупроводников белым светом наблюдаются существенные изменения их
электрических свойств (эффект Стеб-лера — Вронского). К аналогичным
последствиям приводит и инжекция в пленки неравновесных носителей. Эти
изменения обусловлены в основном изменением плотности состояний в
щели подвижности из-за увеличения концентрации оборванных связей. Исходные
параметры пленок удается восстановить путем их отжига при
температурах 150...200°С. Природа ответственных за эти явления
метастабильных состояний пока до конца неясна, и в ее понимание упирается
упирается решение проблемы повышения деградационной устойчивости
приборов, создаваемых на основе гидрированных
полупроводников.
Интересными новыми материалами в
группе гидрированных некристаллических полупроводников являются так
называемые «микрокристаллические» пленки. Наиболее изученным
представителем этой достаточно специфической категории пленочных
материалов является микрокристаллический кремний — uc-Si:H.
Электрофизические и оптические свойства u_c-Si:H существенно отличаются от
соответствующих свойств аморфного гидрированного кремния, что обусловлено,
в первую очередь, специфическими особенностями его структуры.
Микрокристаллический кремний состоит из аморфной и кристаллической фазы.
Последняя представлена микрокристаллитами, размеры которых колеблются в
пре-
