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J-GLOBAL ID：201602263056518440   整理番号：16A0712551

水素が少ないスパッタ蒸着したアモルファスシリコンの電気,光学,及び構造特性に対するポスト水素化の影響

Influence of post-hydrogenation upon electrical, optical and structural properties of hydrogen-less sputter-deposited amorphous silicon

著者 (15件)： Gerke S. (Department of Physics, University of Konstanz, Konstanz, 78457, Germany) ,  Becker H.-W. (RUBION - Central Unit for Ion Beams and Radioisotopes, University of Bochum, Bochum, 44780, Germany) ,  Rogalla D. (RUBION - Central Unit for Ion Beams and Radioisotopes, University of Bochum, Bochum, 44780, Germany) ,  Singer F. (Department of Physics, University of Konstanz, Konstanz, 78457, Germany) ,  Brinkmann N. (Department of Physics, University of Konstanz, Konstanz, 78457, Germany) ,  Fritz S. (Department of Physics, University of Konstanz, Konstanz, 78457, Germany) ,  Hammud A. (Department of Physics, University of Konstanz, Konstanz, 78457, Germany) ,  Keller P. (Department of Physics, University of Konstanz, Konstanz, 78457, Germany) ,  Skorka D. (Department of Physics, University of Konstanz, Konstanz, 78457, Germany) ,  Sommer D. (Department of Physics, University of Konstanz, Konstanz, 78457, Germany) ,  Weiss C. (Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE, Heidenhofstrasse 2, 79110 Freiburg, Germany) ,  Flege S. (Department of Materials Science, TU Darmstadt, Darmstadt 64287, Germany) ,  Hahn G. (Department of Physics, University of Konstanz, Konstanz, 78457, Germany) ,  Job R. (Department of Electrical Engineering and Computer Science, Muenster University of Applied Sciences, Steinfurt 48565, Germany) ,  Terheiden B. (Department of Physics, University of Konstanz, Konstanz, 78457, Germany)
資料名： Thin Solid Films  (Thin Solid Films)
巻： 598  ページ： 161-169  発行年： 2016年01月01日 
JST資料番号： B0899A  ISSN： 0040-6090  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： オランダ (NLD)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： アモルファスシリコン(a-Si)は技術的機器の製造で良く使われ,いくつか手法により蒸着できる。本研究では,真性とドープした水素が少ないアモルファスシリコン膜をRFマグネトロンスパッタ蒸着し,遠隔水素プラズマ反応器中,370°Cの温度でポスト水素化を行った。ホウ素ドープ(p)a-Si層の二次イオン質量分析は,スパッタ層中のドーパント濃度はスパッタターゲット中に存在するものと同じになることを示した。リンをドープした5Ωcm,FZ,(n)c-Siの改善された表面不動態化がポスト水素化によって実現でき,~360μsの少数キャリア寿命が得られた。これは325°Cで蒸着した~40nm薄膜で最適であることが分った。この比較的短い少数キャリア寿命は,水素が少ないスパッタ蒸着したアモルファスネットワークの高い無秩序性を示す。ポスト水素化から,バンドギャップ内の局在状態の数が減少する。光学バンドギャップ(Taucsギャップ及びE₀₄)は,ポスト水素化後,~1.88eVと決定できた。高分解能透過型電子顕微鏡と光学Ramanの研究により,スパッタ層は非晶質で,ポスト水素化中,これに留まることを示す。蒸着中,水素が失われる結果として,スパッタしたa-SiはCVD a-Siに比べて荒い表面を形成する。原子間力顕微鏡により,ポスト水素化中,粗さは最大25%減少することを指摘した。核共鳴反応分析により,水素深さプロファイルの研究を行い,本研究で開発したモデルから,いくつかポスト水素化試料の拡散係数を決定できた。拡散係数のポスト水素化時間への依存性は,主要な拡散機構として捕獲拡散を示す。さらにFourier変換赤外分光測定の結果は,ポスト水素a-Si中に格子間原子は殆ど存在しないことを示す。本研究の結果から,さらに,最初,非水素化のドレイン層が必要とする水素拡散実験を行う道が開ける。Copyright 2016 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.

シソーラス用語： アモルファスシリコン ,  水素化物 ,  スパッタ蒸着 ,  マグネトロンスパッタリング ,  *水素化 ,  プラズマ装置 ,  反応器 ,  ホウ素 ,  リン ,  *キャリア寿命 ,  局在状態 ,  光学ギャップ ,  表面粗さ ,  深さ分布 ,  拡散係数 ,  FTIR分光法 ,  *不動態化 ,  Raman分光法 ,  ケイ素 ,  真性半導体 ,  P型半導体 ,  N型半導体 ,  浮遊融解
準シソーラス用語： *a-Si:H ,  *RFマグネトロンスパッタリング ,  プラズマ反応器 ,  *光学バンドギャップ

著者キーワード (7件)： AFM ,  Amorphous silicon ,  Hydrogen depth profiling ,  NRRA ,  Post-hydrogenation ,  Raman ,  RF sputter-deposition

分類 (3件)： 半導体薄膜  (BK14040E) ,  非晶質・液体半導体の電気伝導  (BM03042G) ,  光物性一般  (BM08010A)

タイトルに関連する用語 (6件)： 水素 ,  スパッタ蒸着 ,  アモルファスシリコン ,  光学 ,  構造特性 ,  水素化