Вышедшие номера
Особенности электропроводности легированных пленок alpha-Si : H с нанокристаллами кремния
Аржанникова С.А.1, Ефремов М.Д.1, Камаев Г.Н.1, Вишняков А.В.1, Володин В.А.1
1Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, Россия
Поступила в редакцию: 21 июня 2004 г.
Выставление онлайн: 19 марта 2005 г.

Проведено исследование электрофизических свойств нелегированных и намеренно легированных фосфором пленок alpha-Si : H, содержащих нанокристаллы кремния. Нанокристаллы кремния формировались при твердофазном фазовом переходе в результате наносекундного воздействия излучения эксимерного XeCl-лазера на аморфную пленку. Образование нанокристаллов в нелегированных пленках сопровождалось увеличением проводимости на 2-3 порядка с одновременным уменьшением эффективной энергии активации проводимости с 0.7 до 0.14 эВ. Размер нанокристаллов составлял величину от 2 до 10 нм в зависимости от режимов лазерных обработок, что было определено исходя из данных комбинационного рассеяния света и высокоразрешающей электронной микроскопии. На основе расчета энергий локализованных состояний электронов и дырок в нанокристаллах получена температурная зависимость уровня Ферми. Показано, что при понижении температуры уровень Ферми стремится к энергии состояний в нанокристаллах кремния в широком интервале концентраций легирующей примеси. Привязка уровня Ферми к состояниям в нанокристаллах является следствием их многозарядности. Обнаружено, что при лазерных обработках легированных аморфных пленок кремния происходит эффективная трансформация фосфора в электрически активное состояние, что является актуальным для создания мелких p-n-переходов и контактов к аморфным пленкам кремния.