Вплив кристалічної об'ємної фракції на електронні властивості гідрогенізованого мікрокристалічного кремнію, дослідженого методом еліпсометрії та моделюванням мікроелектронних і фотонних структур

Автори H. Benhabara1, 2 , J.D. Sib1, A. Bouhekka2, 3 , M. Chahi1, D. Benlakhel2, A. Kebbab2, Y. Bouizem2, L. Chahed2
Приналежність

1Ecole Supérieure en Génie Electrique et Energétique ESGEE Oran - Algérie

2Laboratoire de Physique des Couches Minces et Matériaux pour l'Electronique, Université Oran 1, Ahmed Ben Bella, BP 1524, El M'naouar 31000, Oran- Algeria

3Département de physique, Faculté des Sciences Exactes et Informatique, Université Hassiba Benbouali, Route Nationale N 19 Ouled Fares Chlef 02000, Algérie

Е-mail bouhekkaahmed@gmail.com
Випуск Том 11, Рік 2019, Номер 1
Дати Одержано 12 жовтня 2018; у відредагованій формі 04 лютого 2019; опубліковано online 25 лютого 2019
Посилання H. Benhabara, J.D. Sib, A. Bouhekka, et al., J. Nano- Electron. Phys. 11 No 1, 01014 (2019)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.11(1).01014
PACS Number(s) 72.80.Jc, 73.63.Bd
Ключові слова Мікрокристалічна структура, Аморфний кремній (7) , Темна провідність, AMPS-1D (10) , Енергія активації (12) , Електричні властивості (20) .
Анотація

Метою даної роботи є експериментальне і модельне дослідження кореляції між об'ємною фракцією кристалів і транспортними властивостями тонких плівок гідрогенізованого мікрокристалічного кремнію, використовуючи одновимірний аналіз програми мікроелектронних і фотонних структур (AMPS-1D). Об'ємну фракцію кристалів визначали спектроскопічною еліпсометрією і вимірюваннями електропровідності. Зразки гідрогенізованого мікрокристалічного кремнію осаджували методом радіочастотного магнетронного розпилення кристалічної мішені кремнію у газовій суміші аргону і водню при трьох різних сумарних тисках (2, 3 і 4 Па) та змінюючи температуру підкладки (25, 100, 150 і 200 °С). Темна провідність вимірювалася в копланарній конфігурації в оптичному кріостаті при прикладанні електричного поля і керуючого струму. У дослідженнях темної провідності з використанням AMPS-1D ми моделювали плівки як чергування аморфних і кристалічних областей з різними кристалічними об'ємними фракціями (від 0 до 80 %). Результати показали, що провідність залежить від ширини ділянки, що розділяє аморфні та кристалічні області. Була виявлена сильна кореляція між енергією активації плівок гідрогенізованого мікрокристалічного кремнію і об'ємною часткою кристалічних речовин, де співвідношення розміру зерна до його товщини грає вирішальну роль.

Перелік посилань