close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

bd000102259

код для вставкиСкачать
На правах рукописи
УТОЧКИН ИВАН ГЕННАДЬЕВИЧ
ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНЫХ И ЭЛЕКТРОФИЗРГЧЕСКИХ
ХАРАКТЕРИСТИК ПЛЕНОК НА ОСНОВЕ a-Si:H,
ПОЛУЧЕННЫХ В ПЛАЗМЕ НЧ РАЗРЯДА
(01.04.10 - Физика полупроводников)
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата физике - математических наук
Рязань-2005
Работа выполнена на кафедре биомедицинской и полупроводниковой электрони­
ки Г О У В П О "Рязанская государственная радиотехническая академия"
Научный руководитель:
кандидат технических наук, доцент
Вишняков Николай Владимирович
Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор
Воронков Эдуард Николаевич,
доктор технических наук, профессор
Андреев Владимир Викторович
Ведущая организация:
Институт микроэлектроники и информатики РАН,
г. Ярославль
Защита состоится " 6 "
декабря
2005 г. в 12 часов 30 минут на заседании
диссертационного совета Д212.211.03 в Г О У В П О "Рязанская государственная
радиотехническая академия" по адресу: 390005, г. Рязань, ул. Гагарина, 59/1.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Г О У В П О "РГРТА"
иу
II
Автореферат разослан " ^ _ "
ноября 2005 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета Д212.211.03
д-р техн. наук, профессор
ISJI^A ^'
А/-^ •■л.
^
''^
Б.И. Колотилин
iSf
2ЦШЬ
О Б Щ А Я ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы
Благодаря своим уникальным свойствам некристаллические полупро­
водники стали базой многих устройств и приборов. Основное преимущество дан­
ного материала по сравнению с монокристаллическим кремнием связано со зна­
чением величины фотопоглощения и фоточувствительности. Наиболее важным и
перспективным среди них по применению является аморфный гидрогенизированный кремний (a-Si:H). Объем производства приборов на его основе, среди
которых солнечные элементы, матрицы тонкопленочных транзисторов, электрофо­
тографические слои, устройства долговременной и оперативной памяти, значитель­
но превьппает производство других материалов этого класса.
Однако для широкого применения неупорядоченных полупроводников не­
обходимо решение ряда проблем, среди которых наиболее важными являются:
- высокая чувствительность структуры и, как следствие, электрофизиче­
ских свойств материала к технологическим условиям получения, что приводит к
слабой воспроизводимости характеристик получаемых слоев пленок a-Si:H;
- метастабильность структуры и характеристик a-Si:H, которая ограничи­
вает возможности эксплуатации приборов на его основе, вызывает серьезные про­
блемы при использовании таких методов, как диффузия, высокотемпературный
отжиг дефектов, определяет чувствительность материала к внешним воздейст­
виям.
Эти проблемы связаны между собой и обусловлены тем, что до сих пор в
большинстве случаев, остаются не объяснимыми закономерности формирования и
последующей эволюции структуры a-Si;H. Это выражается в отсутствии способов
описания взаимосвязи между струкгурой, электрофизическими, физикохимическими свойствами материалов и условиями их роста. Прежде всего это
относится к различным структурным неоднородностям, которые оказьгаают ре­
шающее влияние на стабильность характеристик приборов на основе a-Si:H.
Выявление взаимосвязи между структурой поверхности слоев неупорядо­
ченных полупроводников и их электрофизическими характеристиками необходи­
мо для объяснения физических процессов, происходящих на границах раздела:
барьерах Шотки, р-п переходах и т.д. Кроме того, тенденция )т«еньшения габа­
ритных раз.меров элементов интегральной электроники и уход в область наноразмеров, нанотехнологий предусматривают применение методов, позволяющих
проводить исследования структурных и электрофизических характеристик по­
верхностей в локальных областях. К таким методам относятся наиболее распро­
страненные: атомно-сшювая и туннельная микроскопии.
Цель работы
Установление взаимосвязей между структурой поверхности, технологией
получения и электрофизическими свойствами пленок на основе a-Si:H для рас­
ширения представлений о физических процессах, имеющих место в неупорядо­
ченных полупроводниках.
Поставленная цель вызвала необходимость решения следующих задач
1. Проведение аналитического обзора структурных особенностей и электрофи­
зических свойств неупорядоченных полупроводников.
2. Анализ методов исследования поверхности, поверхностных и объемных со­
стояний и определение возможности примене^пуоетсш^иЛ-Силивий микроскопии
для решения поставленной цели.
|
БИБЛИОТРКА**** I
L. ""^ч^^З!
3. Разработка методики определения поверхностных потенциалов, распределе­
ния электрического поля и плотности состояний в неупорядоченных полупровод­
никах на локальных поверхностях по результатам экспериментов на атомносиловом микроскопе.
4 Изучение влияния технологических режимов получения пленок a-Si:H,a-SiC:H
на поверхностные и объемные свойства неупорядоченных полупроводников.
5 Установление взаимосвязи технологических факторов со структурными,
электрическими и оптическими свойствами нелегированньк пленок a-SiH, аНаучная новизна
1. Получены новые аналитические выражения для расчета плотности локализо­
ванных состояний на равновесном }фовне Ферми, концентрации поверхностных и
объемных состояний, ширины области пространственного заряда, учитывающие
величину поверхностного потенциала и напряжения плоских зон в пленках не­
упорядоченных полупроводников.
2. Разработана новая методика измерения поверхностного заряда, распределения
электрических полей, потенциалов и плотности локализованньр4 состояний в
пленках на неупорядоченных полупроводниках посредством атомно-силовой
микроскопии, отличающаяся от других известных методов возможностью полу­
чать распределения электрических полей и потенциалов как по площади сканиро­
вания, так и по глубине полупроводника.
3. Впервые для пленок a-Si:H, a-SiC:H на площадях до 10 н.м^ измерены поверх­
ностный потенциал и напряжение плоских зон методом зонда Кельвина с приме­
нением техники атомно-силовой микроскопии, что позволило определить наличие
флуктуации поверхностных потенциалов на этих пленках.
4. Впервые экспериментально подтверждена закономерность сохранения микро­
структуры (морфологии) поверхности (Т„ / Р, - Г,/ /Р,) при пропорциональном
изменении температуры подложки Г, в пределах от 40 до 325 "С и давлении га­
зов в камере Р от 132 до 252 Па для пленок на основе a-Si:H, полученных мето­
дом низкочастотного (55 кГц) тлеющего разряда.
Практическая значимость работы
1. Разработана методика количественного определения поверхностных потен­
циалов и распределения электрических полей в пленках неупорядоченных полу­
проводников посредством атомно-силовой микроскопии, позволяющая измерять
эти величины на площадях порядка Юнм^ и использующаяся й нанотехнологиче­
ских процессах для контроля нанообъектов. Методика может применяться также
и для кристаллических, органических полупроводников и других твердотельньпс
материалов, тем самым расширяя технические возможности атомно-силовой мик­
роскопии.
2. Разработана новая методика определения толщины пленок полупроводников,
диэлектриков и других материалов в пределах от 1 нм до 5 мкм посредством
А С М , позволяющая измерять толщины с разрешением 1 нм.
3. Показано что, при одновременном изменении температуры подложки в преде­
лах от 40 до 325 "С и давлении газов в камере Р от 132 до 252 Па микроструктуры
поверхности пленок a-Si:H остаются постоянными. Это позволяет изменять элек­
трофизические параметры слоев пленок a-Si:H при сохранении микроструктуры
поверхности.
4. Установлены взаимосвязи между параметрами осаждения, микроструктурой и
электрофизическими свойствами пленок a-SiH, a-SiC'H, полученных методом НЧ
ПХО, позволяющие обеспечить выбор технологических режимов осаждения для
получения пленок с заданными электрофизическими характеристиками
На защиту выносятся следующие положения
1. Аналитическое вьфажение, позволяющее определить плотность локализован­
ных состояний на равновесном уровне Ферми gpo по результатам значений по­
верхностного потенциала <р, и напряжения плоских зон 11 рв'
'^и..-и„-рУ
V
(pZ
V,^
(1)
J
где Ео, 5;, fs - диэлектрические проницаемости вакуума, среды между проводящим
зондом и образцом и полупроводника соответственно, q - заряд электрона, UBV —
постоянное напряжение, прикладываемое к образцу, Z - толщина промежуточно­
го слоя между проводящим зондом и образцом.
2. Новая методика определения количественных характеристик электрических
полей ( F < Ю' В/см), поверхностных потенциалов (0,05<^5<1 В ) , плотности со­
стояний [по выражению (7)] и их распределение по координатам и энергиям в
высокоомных полупроводниках (pj > 10" Ом-см). Данная методика отличается
тем, что позволяет измерять перечисленные величины как по поверхности в пре­
делах области сканирования (от 10'' до 10"* м), так и в глубь полупроводника на
ширину области пространственного заряда.
3. Экспериментальные результаты, показывающие взаимосвязь между оптиче­
ской шириной запрещенной зоны Е^ в пленках a-Si:H, a-SiCH и размерами кла­
стерных образований на поверхности пленок: в пленках a-Si:H выращенных на
подложках с проводящим окислом, при увеличении среднего диаметра кластеров
D„am от 220 до 520 нм £г уменьшается с 1,86 до 1,68 эВ, в пленках a-SiC:H при
уменьшении среднего диаметра кластеров D„am от 184 до 53 нм Е^ увеличивается
с 1,77 до 2,28 эВ.
4. Закономерность сохранения микроструктуры (морфологии) поверхности ( Г „ /
Р, ~ Т^, /Р,) при пропорциональном изменении те.мпературы подложки Т^ в пре­
делах от 40 до 325 °С и давления газов в камере Р от 132 до 252 Па для пленок на
основе a-Si;H, полученных методом низкочастотного (55 кГц) тлеющего разряда
При выполнении закономерности микроструктура получаемых слоев нелегиро­
ванных пленок a-Si:H (шероховатость Sa, высота Z„e„ и диаметр В^^т островков)
остается неизменной, а электрофизические свойства, напротив, меняются (плот­
ность локализованных состояний на равновесно.м уровне Ферми gf^ уменьшается
в среднем с 1,7-10'^ до 3,8-10'* Эв''см'', оптическая ширина запрещенной зоны Е^
увеличивается с 1,66 до 1,72 эБ).
Личный вклад автора
Все результаты и выводы, представленные в диссертации получены лично
автором на кафедре «Биомедицинской и полупроводниковой электроники»
Апробация работы
Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсужда­
лись на X всероссийской научно-технической конференции «Микроэлектроника и
информатика» (г. Зеленоград, 2003); X , X I , X I I международных научнотехнических конференциях аспирантов и молодых ученых «Ломоносов 2003,
2004, 2005» (г. Москва, 2003, 2004, 2005): X международной научно-технической
конференции «Радиоэлектроника, электроника и энергетика» (г. Москва, 2004); III
и IV международных научно-технических конференциях «Аморфные и микро-
кристаллические полупроводники» (г. Санкт-Петербург, 2002, 2004); X X X V I X X X V I I I научно-технических конференциях (г. Рязань, 2002, 2003, 2004); X все­
российской научно-технической конференции «Биомедицинские аппараты и сис­
темы» (г Рязань, 2004); 2nd International Conference Proceedings «Physics of Elec­
tronic Materials» (Kaluga, 2005); X I всероссийской научной конференции студен­
тов-физиков и молодых ученых (г. Екатеринбург, 2005); V I I международной кон­
ференции «Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы» (г. Улья­
новск, 2005).
Публикации
По результатам исследований опубликовано 40 научных работ, из них 7
статей в рецензируемых российских журналах, 9 статей в других изданиях, вклю­
чая сборники научных трудов РГРТА, 21 тезис докладов на российских и между­
народных конференциях и 3 отчета по научно-исследовательским работам.
Внедрение результатов
Полученные экспериментальные результаты использованы в ИМИ Р А Н (г.
Ярославль) при разработке и оптимизации технологии получения фоточувстви­
тельных слоев и приборов на их основе, ЗАО «Инструменты нанотехнологии» (г.
Зеленоград) при разработке методов исследования АСМ, при выполнении серии
НИР, в учебном процессе в лекционном курсе «Измерительные преобразователи и
электроды» и лабораторном практикуме по дисциплине «Физика полупроводни­
ковых приборов». Исследования были поддержаны грантом Министерства обра­
зования и науки Р Ф в 2003-2004 гг. (НИР 28-ОЗГ «Исследование поверхностей
твердых тел методом атомно-силовой микроскопии»).
Структура диссертации
Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных результатов и
выводов по работе, содержит 171 страницу машинописного текста, включая 14
таблиц, 74 рисунка, 104 формулы и список литературы из 122 наименований.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность темы исследования, обозначены за­
дачи и цели данной работы. Показаны её научная новизна, практическая значи­
мость и сформулированы основные положения, выносимые на защиту.
В первой главе рассмотрены существующие представления об атомар­
ной и энергетической структуре неупорядоченных полупроводников. Проведен
анализ основных моделей распределения плотности локализованных состоя­
ний в неупорядоченных полупроводниках. Рассмотрены основные электрофизи­
ческие и оптические свойства неупорядоченных пол)Тфоводников Приведены уста­
новленные на данный момент закономерности формирования микроструктуры пле­
нок a-Si:H, a-SiC:H и взаимосвязи между огггическими, электрофизическими свойст­
вами, их микроструктурой и технологическими параметрами. Установлено, что
структурные неоднородности, присутствующие в пленках a-Si:H и a-SiCH, явля­
ются "собственным свойством" материала и оказывают решающее влияние на
электрофизические и оптические свойства некристаллических полупроводников.
Проведен анализ методов исследования структуры поверхности, поверх­
ностных и объемных состояний в неупорядоченных полупроводниках, влияния
технологических факторов на микроструктуру пленок неупорядоченных полупро-
водников Это позволило определить направление дальнейших исследований,
методы и методологию физического эксперимента.
Во второй главе, в разделе 2.1 рассмотрены физические принципы и ме­
тодики работы атомно-силового микроскопа на примере «Solver pro». Показано,
что данный метод исследования микроструктурных и электрофизических свойств
поверхностей пленок неупорядоченных полупроводников отличается высокой
информативностью и достоверностью получаемых результатов.
В разделе 2.2 рассмотрен метод поверхностных потенциалов, или метод
зонда Кельвина в технике А С М , применительно к неупорядоченным полупровод­
никам. Метод зонда Кельвина предназначен для получения распределения по­
верхностного потенциала (/)^. Для этого используется двухпроходный режим ска­
нирования; во время первого прохода зонда осуществляется измерение топогра­
фии, а во время второго прохода зонд движется над поверхностью по уже из.меренной траектории. Во время второго прохода на зонд подается переменное на­
пряжение, а изменением величины постоянного напряжения Ugv с использовани­
ем цепи обратной связи поддерживается равной нулю амплитуда колебания кантилевера Полученная таким образом карта изменения напряжения интерпретиру­
ется как распределение поверхностного потенциала.
В разделе 2.3 разработана новая методика измерения поверхностного за­
ряда, распределения электрических полей, потенциалов и плотности локализо­
ванных состояний в пленках на незтторядоченных полупроводниках на площадях
до 10 нм^ посредством техники атомно-силовой микроскопии на основе метода
зонда Кельвина
Схему измерения в методе зонда Кельвина можно представить как систе­
му металл/диэлектрик/полупроводник. На рис 1 представлена энергетическая
диаграмма контакта металл - a-Si:H при наличии промежуточного диэлектррмеского слоя.
UBV - постоянное напряже,
ние, прикладываемое к об­
/
разцу; и, - падение потен­
ее
2. « е .
циала на промежуточном
2«
^
^
'•Pi
слое; (р, - поверхностный
, . . ^ ^ , , _^ _3б
потенциал; Z - толщина
3<м>
Q.
j Земям
промежуточного слоя (рас­
>
Вт
стояние от образца, на ко­
тором зонд осуществляет
'^
второй проход); gjc - плот­
Z
ность объемного заряда в аi.
«(
Si:H; Q^^ - плотность заряда
Дюяеюяршм
поверхностных состояний
a-Si:H; 0 „ - плотность поРис.1. Энергетическая диаграмма контакта
верхностного заряда на
металл/диэлектрик/а-81;Н
кончике проводящей иглы.
Заряд на поверхности a-Si:H можно определить как: 2 я = -C,U„ падение
напряжения на промежуточном слое кантилевер - образец U,: U, = UBV-UPB- U^,
где Ugy - постоянное напряжение смещения, прикладываемое к системе Ме/аSi:H, UpB - напряжение плоских зон и t/j - падение напряжения на a-SiH.
■i
©
А
равное значению поверхностного потенциала; тогда для удельного заряда можно
записать: 2 и - -Ci-(UBv-UfB-Vs) Используя закон Гаусса и учитывая, что С, =
COE/Z, можно записать:
Е
, s
(2)
тогда выражение для значения электрического поля F{<p^ на поверхности с учетом
величины ч), и Upg:
fig,)^£j.. ^^-'ВУ'^РВ-'Р,)
(3)
Переходя в уравнении Пуассона к дифференцированию по потенциалу
следующим образом: ^
Р(Р.)
dx^ '
_^
е,£, ' dx^ '
^dF
_
(X) = —(^)
dx\ dx )
dx
^
dip^ dx
=F
dcp,
—
p{<p.)
и подставляя выражения для F((ps) и - ^ = — f i —
dip,
=— =^
(4)
получаем новое выражение для
E,Z
расчета плотности заряда поверхностных состояний в a-Si:H с учетом величины gi^
WUFB.
д/-и
^^^^
VBV-^JFB-P.
(5)
Учитывая, что р = q-N, впервые получаем выражение для концентрации ионизи­
рованных поверхностных и объемных состояний в аморфном полупроводнике
N,Es по результатам исследования поверхностных потенциалов р^ и напряжений
плоских зон f/jjrg, определенных с помощью техники атомно-силовой микроскоN^M-e^.
(6)
Ч
На основании закона Гаусса Д = D^, Eoef, = e^sF^ значение поля на грани­
це раздела диэлектрик - ОПЗ можно определить как F, - U/Z При ф^ < 0.2 В
можно записать: F^- - (f^Lo, где 1 ^ - дебаевская длина экранирования:
где gpo - плотность локализованных состояний на равновесном уровне Ферми.
Подставляя
c4j.^-e
—
(8)
•2
• Lo'
и учитьшая, что: Ugv ~ U,+ UfB -^ Ps и [/, = UBW - Uf-e - cps .получаем новое выра­
жение для расчета 1.д:
Lo
e.Z
f
Я>,
KPBV-'UFB-V,
(^)
Подставив (9) в (7), впервые получим выражение для расчета плотности локали­
зованных состояний на равновесном уровне Ферми gpo с учетом величины по­
верхностного потенциала 9>j и напряжения плоских зон Vps, определенных с по­
мощью атомно-силовой микроскопии:
_ gpg, I иBV ~^^FB ~'Pi
'''-1^[
I
VTz J -
(\(\\
^ ^
При (ps< 0.2 В для распределения потенциала по координате А'можно записать:
p(;r)=^,-expf-^l.
(11)
При X = ГГ поверхностный потенциал ср^ равен тепловому потенциалу (р,, тогда:
,, =,,4-211
^ = к4 ^О]
— 1 .п^
= -51.
'^о) <Ps
<Ps А
(12)
Область пространственного заряда W:
ff = Z , a l n ^ .
(13)
Ч>,
Подставляя выражение для расчета Z.^ (9), получаем новое выражение для расчета
ширины области пространственного заряда W с учетом величины поверхностного
потенциала (р^ и напряжения плоских зон UFB, определенных с помощью атомносиловой микроскопии:
W* =
SI
'-J^.{
^
\Ugy-Upg-<p,
Ito^.
(14)
Для значения потенциала более 0,2 В {(р^ > 0.2 В ) область пространственного заря­
да будет определяться как:
W*
SF,-4
^.od^vnl
•асояУехр\
-PV.
1
(15)
где^- наклон аппроксимирующей прямой для зависимости g(E), эВ''
В разделах 2.3.3 и 23.4 проведены расчет падения напряжения на квази­
нейтральной области неупорядоченного полупроводника с учетом толщины об­
ласти пространственного заряда и расчет погрешностей косвенных измерений для
относительной диэлеетрической проницаемости, плотности поверхностного заря­
да, концеьпрации поверхностных и объемных состояний, плотности локализован­
ных состояний на равновесном уровне Ферми.
В третьей главе приведены параметры, характеризующие микрорельеф
поверхности - это размах высот, среднее значение высоты и диаметра кластеров
(островков) и шероховатость получаемых слоев.
Рассмотрена методика исследования спектров оптического пропускания
пленок неупорядоченных полупроводников для определения оптической ширины
запрещенной зоны.
Для проведения систематических исследований структурных, оптических
и электрофизических свойств в зависимости от технологических режимов осаж­
дения нелегированных пленок a-Si:H и a-SiC:H использовались следующие типы
подложек:
- стеклянные подложки марки «Corning Glass 7059» размером 15x15 мм и
толщиной 1,2 мм для измерений оптических свойств (пластины-спутники), а так­
же микростр)тпуры методом АСМ;
- стеклянные подложки марки «Corning Glass 7059л размером 15x15 м.м и
толщиной 1,2 мм, покрытые пленкой прозрачного проводящего окисла ТСО
8
(Transparent Conductive Oxide), фирмы «Asahi» (Япония), толщиной 0,5 мкм для
измерений электрофизических свойств метолом зонда Кельвина, а также микро­
структуры методом А С М .
На основании приведенных требований к технологическим особенностям
получения пленок неупорядоченных полупроводников, для изучения влияния
режимов осаждения на структурные и электрофизические свойства получаемых
слоев a-Si-H, температура подложки Т^ менялась от 40 до 325 "С, давление в реак­
торе изменялось пропорционально температуре по закономерности Г „ / Р,- Т^, /Р,
в пределах от 132 до 252 Па, время осаждения на подложку менялось от 2 до 30
мин, мощность разряда и расход газа силана поддерживались постоянными и со­
ставляли 200 Вт и 200 см'/мин соответственно.
Для изучения влияния режимов осаждения на структурные и
электрофизические свойства получаемых слоев a-SiC:H содержание метана CHL, в
газовой фазе менялось от О до 80 % , при постоянной температуре подложки 225
°С, давлении в камере 220 Па, мощности разряда 200 Вт.
Пленки на основе a-Si:H были получены методом Н Ч ПХО, характерной
особенностью которого является высокая скорость осаждения пленок ~ 10-30
А/с, а сами пленки обладают хорошими электрофизическими свойствами и техно­
логическими показателями - пробивное напряжение более 310' В/см, плотность
пленок и коэффициент преломления имеют значения, близкие к термическому
окислу.
Разработана новая методика определения толщины пленок, в частности
для неупорядоченных полупроводников, с помощью атомно-силовой микроско­
пии (рис.2). Минимальные размеры острия зонда (менее 10 нм) и оптическая сис­
тема позволяют с высокой точностью определить границу пленки и осуществить
подвод зонда на исследуемый участок образца. Сканирование границы пленкаподложка позволяет построить профилограмму (рис.2,в), которая показывает фак­
тическую толщину пленки с погрешностью 1 нм.
Рис.2. А С М изображение границы пленки a-Si:H в двумерном {а) и трехмерном
(б) представлениях, в - профилограмма поверхности по выбранному сечению
В четвертой главе проведены исследования структуры поверхности, оп­
тического поглощения и распределения электрического поля и потенциала в неле-
гированных пленках a-Si:H и a-SiC:H. Раздел 4.1.1 посвящен установлению
взаимосвязей электрофизических и структурных особенностей нелегированных
пленок a-Si:H в зависимости от изменения температуры осаждения и давления в
камере по закономерности Т^,/Р,~ Т^, /Р,. На рис.3 приведено типичное изображе
ние микрорельефа участка (5x5 мкм) поверхности пленки a-Si:H (при Т=250 °С,
Р=220 Па) полученное А С М и соответствующее ему распределение потенциалов
на поверхности (рис.4), полученное методом зонда Кельвина. Построенная профилограмма позволила определить флуктуации и величину среднего поверхност­
ного потенциала для данной пленки (0,065 В).
Z,HM
ЯРЮ -14
Х,мкм
Рис.3. Микрорельеф участка (5x5 мкм) поверхности пленки a-Si:H (а) и
профилограмма распределения островков (б) по выбранному сечению
f.3
Рис.4. Распределение потенциалов на поверхности пленки a-Si:H (а) и
профилограмма по выбранному сечению (б)
Построены экспериме1ггальные зависимости и аппроксимации среднего
поверхностного потенциала от приложенного напряжения, зависимости поверх­
ностного потенциала и концентрации поверхностных и объемных состояний от
температуры подложки. Приведены спектры оптического поглощения и опреде­
лена ширина оптической запрещенной зоны. Результаты показали, что при изме­
нении Т 1л Р по закономерности Т^/ Р, ~ Т„ /Р, электрофизические параметры ме­
няются, причем при Т=250 "С, Р=220 Па наблюдается минимальная величина по­
верхностного потенциала (0,065 В), минимальная величина плотности локализо­
ванных состояний на равновесном уровне Фер.ми (5.38 Ю " см'^'-эВ'') и макси­
мальная величина оптической ширины запрещенной зоны (1,72 эВ).
10
Показаны микрорельефы поверхностей и гистограммы распределения ост­
ровков по высоте для пленок a-Si:H, полученных по закономерности (Т„/Р, ~ Г „ /
/Р) для разных типов подложек. Анализ поверхностей показал, что основные
структурные параметры (шероховатость, средний диаметр и высота кластеров)
остаются постоянными.
В разделе 4.1.2 проведены исследования взаимосвязи электрофизических
и структурных особенностей нелегированных пленок a-Si:H в зависимости от
времени осаждения на под­
ложку.
. "от
'
EO^JMIU 0 W ^ H W
Построенная зависи­
2
22S
0 6'
мость величины поверхност­
517
s
.»'-'"
12
71t
■^■''
U,,'^ного потенциала от прило­
-45^*'^....*
30
U70
0 5'
женного напряжения для не­
,--'x .„..Hf
легированных пленок a-Si:H
0 4'
показывает, что потенциал
:^
.^^^
насыщения для пленок с раз­
or
/С>^1—
■
"
личной толщиной неодинаков
5-v;>'"
—
0 5"
(рис.5). При увеличении тол­
/jfry'
X - Эксперамент
щины пленки с 225 им до 1470
'
Аппрвксиыацня
oi: Jj^SC
нм насыщение поверхностно­
Yy
• го потенциала происходит при
3
4
5
6
7
0
I
г
UBV от 6 до 8 В соответствен­
' -01.
но. При этом толщина области
ТГетЗ
пространственного заряда в
Рис.5. Зависимость среднего поверхностногс
равновесном состоянии уве­
потенциала cps от приложенного напряжения U B \
личивается
с увеличением
для нелегированных пленок a-Si:H
толщины пленки с 43 до 90
нм, а при приложении смещения 8 В увеличивается с 73 до 135 нм соответствен­
но Зависимости поверхностного потенциала и плотности локализованных со­
стояний от толщины пленки a-Si-H показали, что толщине пленки a-Si:H 710 нм
соответствуют минимальные значения поверхностного потенциала (0,065 В ) и
минимальное значение плотности локализованных состояний (5,3810'*см'').
1
На рис.6 приведены микрорельефы поверхности и гистограммы распреде­
ления островков по высоте для пленок a-Si:H, осажденных на подложке с прово­
дящим слоем при увеличении времени осаждения с 2 до 30 мин.
Анализ микрорельефа показал, что при увеличении времени осаждения
нелегированных пленок a-Si'H, вьфащенных на подложках с проводящим слоем с 2 до
30 мин средний диаметр островков увеличивается с 222 до 510 нм, а средняя высота
уменьшается со 112 нм до 61 нм. В пленках, вьфащенных на стекле, средний диаметр
и высота островков увеличиваются со 155 до 823 нм и с 67 до 110 нм соотвегственно.
Сравнение поверхностей пленок, осажденных на подложки с проводящим слоем
(0.5 мкм) и без него, показывает, что структура подложки влияет на формирова­
ние структуры лишь на начальной стадии роста при толщине пленок порядка 200300 нм. При больших толщинах различия в микрорельефе пленок незначительны.
Исследования микрорельефа поверхностей используемых подложек, пока­
зали, что шероховатость поверхности стекла составляет 5-7 нм, шероховатость
поверхности проводящего слоя -18-20 нм.
11
i"
о
M
I
so
in
ISO
^JOnVif HM
-.
^^-
•/>'
Й0
S«0
Ti
' -x
^a
<■
*.
'
^
0
/:'-
Я_
^
ЯРИ -12
-
- tJ
i^-w
100
l«
ш,га1
ЯРИ 14
1«
' X!*^^
0
V
-/.. _/_
^'
0
3D
■!
-
•
■4
40 so Ш
Z n a n , НИ
'^—-
100 130
Рис 6. Микрорельефы поверхностей в двумерном, трехмерном представлении и
гистограммы распределения островков по высоте участков 5x5 мкм пленок a-Si Н
при мощности 200 Вт. температуре подложки 250 "С, давлении в камере 220 Па,
расходе SiHi 200см'/мин на стеклянных подложках с проводящим слоем при раз­
личном времени осаждения toci
а - toe = 2 мин; 6-t^ = 5 мин, в - to^ = 12 мин; г - toe = 30 мин.
12
Анализ микрорельефа стеклянной подложки без проводящего слоя выявил
большое количество неровностей (островков), являющихся центрами зародышеобразования. В результате на пленках, выращенных на подложках этого типа,
присутствуют островки большого и малого размеров, причем их разница велика.
Островки больших размеров в большей степени вызваны влиянием характера
подложки. С увеличением толщины пленки с 225 нм до 1470 нм диаметр и высота
малых островков увеличиваются с 51 нм до 190 нм и с 9 нм до 25 нм соответст­
венно и их концентрация с ростом толщины пленки уменьшается.
В свою очередь, диаметр островков больших размеров увеличивается со
155 нм при толщине пленки 225 нм до 823 нм для пленок толщиной 1470 нм, при
этом высота островков увеличивается с 67 нм до 110 нм. В то же время шерохова­
тость Sj поверхности пленок, вьфащенных на стекле, увеличивается с 5 нм до 19
нм, а для пленок, выращенных на подложках с проводящим слоем, значение ше­
роховатости уменьшается с 19 нм для толщины пленок 225 нм до 13 нм для пле­
нок толщиной 1470 нм.
Диаметр и высота островков коррелируют с изменением скорости роста
нелегированных пленок a-Si:H. На рис. 7 показана зависимость 0„ешг и Z„ean от
скорости осаждения, из которой следует уменьшение D^^an и увеличение Z,„^an с
ростом скорости осаждения. В свою очередь, скорость роста пленок V^c уменьша­
ется с увеличением времени осаждения toe, а толщина пленки D^ растет почти по
линейному закону (рис. 8).
100
500
80
-400
J 60
300
t
40
200'
- 100
20
■
6
'
■
'
■
■
■
'
■
■
1500
1200
г 900
600
300
'
8 10 12 14 16 18 20 22
Vac, А/с
10 15 20 25
t o e , мин.
30 35
Рис.7. Зависимость диаметра Dn,«m и Рис.8. Зависимость толщины пленки
высоты Zmean островков на пленкзх a-Si:H Впл и скорости осаждения Voc
a-Si:H от скорости осаждения
от времени осаждения toe
Причем при увеличении tgc пленки с 2 до 5 мин скорость осаждения
уменьшается с 18 до 17 А/с. Дальнейшее повышение („^ пленки с 5 до 30 мин вы­
зывает снижение скорости осаждения с 17 до 8 А/с, что может свидетельствовать
о смене механизма (особенностей) роста пленок a-Si:H при ta.>5 мин.
Рис.8 показывает, что при времени осаждения to^ ~ iO - 12 мин пленки аSi:H соответствуют толщине порядка 700 нм и скорости осаждения К^ ~ 10 - 12
А/с. При этих значениях {t„c. Aw, i^oc) пленки a-Si:H обладают минимальной плот­
ностью локализованных состояний на равновесном уровне Ферми 5,38-10"
см^эВ-'.
Для определения оптической ширины запрещенной зоны сформированных
слоев пленок a-Si:H построены графики в координатах Тауца для образцов, полу-
13
ченных при различном времени осаждения (толщине пленок). С ростом толщины
пленки с 225 до 1470 нм Eg уменьшается с 1,86 до 1,68 эВ.
Были построены зависимости оптической ширины запрещенной зоны от
средней высоты и диаметра островков для пленок a-Si:H с разной толщиной,
выращенных на стекле с проводящим слоем и без него (рис 9).
Считая, что в объеме неупорядоченного полупроводника, так же как и на
поверхности, присутствуют структурные неоднородности в виде кластеров, ко­
лонн, квадратичный вид зависимостей Eg от средней высоты и диаметра кластеров
для разных типов подложек можно объяснить моделью квантовых ям, построен­
ной по нашим экспериментальным расчетам (рис.10) и приведенным выражением
для оптической ширины запрещенной зоны (17).
100 150 200
I^an.HM
250
«
340 510
1Ямм,НМ
Рис.9. Зависимость оптической ширины запрещенной зоны Eg от средней высоты
2„еал и диаметра островков D^^on для пленок a-Si:H с разной толщиной: а - стек­
лянная подложка с проводящим слоем ТСО; б, <?-подложка без слоя ТСО
(Z'mean . 0 ' т и „
И Т^^т.
.Demean " ВЫСОТЗ И ДИаМСТр М З Л Ы Х И бОЛЬШИХ ОСТрОВКОВ
соответственно)
LE
=Ь.Ж ~ . -
дг ~
i.
(16)
'■^
(17)
Согласно исследованиям Бродски, материал состоит из широкозонной фа­
зы, соответствующей областям с повышенным содержанием водорода (a-SiH^), и
узкозонной фазы, представляющей собой практически «чистый» аморфный крем­
ний Электроны с энергиями от Е^ (a-Si) до Е^ (a-Si) + F^ и дырки с энергиями от
Е„ (a-Si) - Vf, до £v (a-Si) локализованы, где F^ и К/, - значения соответствующих
р**
14
потенциальных барьеров. Величины Д£с и ^E^ обозначают энергии стационар­
ных состояний электронов и дырок в потенциальных ямах и зависят от эффектив­
ных масс частиц, величин соответствующих потенциальных барьеров и размеров
потенциальных ям.
дкаяии^ ядра кааетера
Построенная модель кванто­
вых ям для исследуемых пленок
EcC-IBd
a-Si:H, полученных при разных вре­
к/
менах осаждения, качественно объяс­
\ \с^с
\
няет экспериментальные зависимости
е,ы-»
\
i
оптической ширины запрещенной
t,j3,e
зоны от состава пленок, толщины и
г,
^ ^
Eg опт
характерных размеров микрострукту­
(Яву
ры, образованной атомами водорода.
'
Таким образом, полученные
в,(л.я)
экспериментальные результаты пока­
йЯ,
/
/
зывают взаимосвязь между оптиче­
и, \
ской шириной запрещенной зоны Eg в
/
\
/
пленках a-Si:H и размерами кластер­
\ /
\ /
E,(^-SB^
ных образований на поверхности
пленок: в пленках a-Si:H, выращен­
Рис.10. Схема энергетических зон в
ных на подложках с проводящим
модели квантовых ям.
окислом при увеличении среднего
1
У
1
1
диаметра кластеров от 220 до 520 нм. Eg уменьшается с 1,86 до 1,68 эВ.
В результате проведенных исследований структурных, электрофизических
и оптических свойств нелегированных пленок a-Si:H в зависимости от времени
осаждения установлено, что с увеличением толщины пленки, увеличивается раз­
мер островков; в свою очередь, наблюдаются снижение шероховатости получае­
мых слоев a-Si:H и уменьшение оптической ширины запрещенной зоны. Послед­
нее находит свое объяснение в рамках модели квантовых ям, учитывающей ха­
рактерные размеры микроструктуры, образованной атомами водорода. Размер и
количество микронеоднородностей (островков) коррелируют с плотностью лока­
лизованных состояний и концентрацией ионизированных поверхностных и объ­
емных состояний, что в свою очередь связано со скоростью роста a-Si:H. Таким
образом, существует диапазон технологических параметров, при которых форми­
руются пленки a-Si:H с лучшими оптическими, электрофизическими и структур­
ными свойствами.'
В разделе 4.2 представлены результаты исследований взаимосвязи струк­
туры поверхности, оптического поглощения и распределения электрических по­
лей и потенциалов в нелегированных пленках a-SiC:H в зависимости от содержа­
ния метана в газовой фазе
Результаты показали, что увеличение содержания метана в газовой фазе от
О до 80 % приводит к увеличению поверхностного потенциала от 0,06 до 0,14 В
(рис. 11,а), концентрации поверхностных и объемных состояний и з'меньшению
плотности локализованных состояний на равновесном уровне Ферми gp^ с
1,2410 см'^эВ" до 3,2610 см' эВ" (рис. 11,5). При этом скорость осаяедения
уменьшается с 12 до 5 А/с.
Полученные результаты микроструктурных параметров поверхностей
пленок и построенные зависимости среднего диаметра, высоты кластеров и ше­
роховатости от содержания метана в газовой фазе показали, что увеличение кон-
15
центрации метана в газовой фазе приводит к уменьшению средней высоты кла­
стеров в пленке a-SiC:H, сформированной на подложке с проводящим слоем, с 72
нм для СН4 = О % до 42 нм для С И , = 80 % , при этом средний диаметр кластеров
неоднозначен (рис.12,а), однако с увеличением содержания метана равномерность
роста кластерных слоев по поверхности образцовой структуры повышается.
Величина среднего диаметра островков в пленке a-SiC:H, сформированной
на подложке без проводящего слоя, уменьшается со 184 нм для С Н , = О % до 53
нм для СН4 = 80 % (рис. 12,6). В свою очередь, шероховатость Sa пленок a-SiC:H
для двух типов подложек при повышении концентрации метана в газовой фазе
уменьшается.
.
0,14 . .
0,12
L
X
л^
1,2-10"
0,0«
0,04
0
:
.1
- ,- ;- - -
Sl,0-!0"
„0.10
•"0,08
1,4-10"
\
/
;
-—'0
20
п'
\
й
8-10"
i
■
f
6-10»
4-10"
40
«0
[ C H J , V>
80
z-io""
' \' ^
0
20
40
60
ICH,],«/.
б
80
Рис. 11 Зависимость поверхностного потенциала фз (а) и плотности локализован­
ных состояний на равновесном уровне Ферми gpo (б) от концентрации метана
[ C I I J в газовой фазе
В то же время, зависимость Хщ^щ, и Z)„ja» от СЩ носит пропорциональный
характер, что может свидетельствовать о том, что формирование микрорельефа
поверхности в большей степени связано с процессами в газовой фазе, чем непо­
средственно с размерами атома углерода и его концентрацией в пленке.
20
40
60
[СН4], •/,
*
80
О
20
40
60
[СН.]. •/♦
б
80
Рис. 12. Зависимость средней высоты Z„,^ и диаметра островков D„ea„ от концен­
трации метана в газовой фазе [СН,] для пленок a-SiC:H: а - стеклянная подложка
с проводящим слоем ТСО, б -подложка без слоя ТСО
16
Однако, как было сказано ранее при увеличении метана в газовой фазе
резко возрастает концентрация дефектов в пленке, и в свою очередь уменьшается
шероховатость получаемых слоев пленок a-SiC:H. Таким образом, необходимы
такие режимы полз^ения a-SiC:H, при которых бы обеспечивалась максимальная
величина Eg при минимальной концентрации дефектов.
Полученные зависимости оптической ширины запрещенной зоны от сред­
него диаметра и высоты кластеров для нелегированных пленок a-SiC:H свидетельствукуг о применимости модели квантовых ям на случай сплавов кремния с
углеродом. Модель квантовых ям для сплава a-SiC:H отличается прежде всего
величинами энергетических барьеров V^ и V/, (рис.10), что сказывается на чувст­
вительности оптической ширины запрещенной зоны к изменению состава, опре­
деляемого характерными размерами микроструктуры.
Таким образом, полученные экспериментальные результаты показывают
взаимосвязь между оптической шириной запрещенной зоны Eg в пленках a-SiC:H
и размерами кластерных образований на поверхности пленок: в пленках a-SiC:H
при уменьшении среднего диаметра кластеров Dmean от 184 до 53 нм Eg увеличиваегся с 1,77 до 2,28 эВ.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И В Ы В О Д Ы
1. Разработана новая методика измерения поверхностного заряда, распре­
деления электрических полей, потенциалов и плотности локализованных состоя­
ний в пленках на основе a-Si:H на площадях до 10 нм^ посредством техники атомно-силовой микроскопии на основе метода зонда Кельвина, что позволило опре­
делить наличие флуктуации поверхностных потенциалов на этих пленках.
2. По результатам исследования поверхностных потенциалов и напряже­
ний 1Ш0СКИХ зон, определенных с помощью техники А С М , впервые получены
новые аналитические выражения для расчета плотности поверхностного заряда,
концентрации ионизованных поверхностных и объемных состояний, ширины
области пространственного заряда и плотности локализованных состояний в
пленках неупорядоченных полупроводников.
3. Разработана новая методика определения толщины пленок, в част1юсти
для неупорядоченных полупроводников, с помощью атомно-силовой микроско­
пии.
4. При выполнении закономерности сохранения микроструктуры (морфо­
логии) поверхности при пропорциональном изменении температуры подложки
Ts в пределах от 40 до 325 оС и давлении газов в камере Р от 132 до 252 Па
{Т„/Р, - Ту /Pj) для пленок на основе a-Si:H, полученных методом низкочастотно­
го (55 кГц) тлеющего разряда, микроструктура получаемых слоев нелегирован­
ных пленок a-Si:H (шероховатость, средняя высота и диаметр островков) остается
неизменной, а электрофизические свойства, напротив, меняются (плотность лока­
лизованных состояний на равновесном уровне Ферми уменьшается в среднем с
1,7-10" до 3,810"* см'^-эВ"', оптическая ширина запрещенной зоны увеличивается
с 1,66 до 1,72 эВ).
5. При увеличении времени осаждения нелегированных пленок a-Si:H, вы­
ращенных на подложках с проводящим слоем с 2 до 30 мин, средний диаметр
островков увеличивается с 222 до 510 нм, а средняя высота уменьшается с 112 нм
17
ло 61 нм. в пленках, выращенных на стекле диаметр и высота островков увеличи­
ваются с 155 до 823 нм и с 67 до 110 нм соответственно. При этом плотность ло­
кализованных состояний на равновесном уровне Ферми уменьшается с 1,7510"
до 5,3810''см'''-эВ'', оптическая ширина запрещенной зоны Е^ увеличивается с
1,86 до 1,68 эВ.
6. Увеличение концентрации метана в газовой фазе приводит к уменьше­
нию среднего размера островков пленки a-SiC:H с 184 нм для Cbi, = О % до 53 нм
для СН4= 80 % , при этом шероховатость пленок a-SiC:H уменьшается в среднем с
22 нм до 3 нм, плотность локализованных состояний на равновесном уровне Фер­
ми уменьшается с 1,24-10" до 3,26-10'* см'^-эВ'', оптической ширины запрещен­
ной зоны Eg увеличивается с 1,77 до 2,28 эВ.
7. Установлено, что экспериментальные зависимости оптической ширины
запрещенной зоны от состава пленок a-Si:H и a-SiC'H, толщины и характерных
размеров микроструктуры, образованной атомами водорода и углерода, адекватно
объясняются с помощью модели квантовых ям, предложенной ранее в работах
Бродски.
СПИСОК ВАЖНЕЙ[иР1Х ПУБЛИКАЦИЙ ПО Т Е М Е ДИССЕРТАЦИИ
1.Уточкин И.Г., Авачев А.П., Вишняков Н.В. Заряженные дефектные со­
стояния в неупорядоченных полупроводниках // Физика полупроводников. Мик­
роэлектроника. Радиоэлектронные устройства: Межвуз. тб. наз^ч. тр.: Рязань,
2002. С. 31-35.
2.ВИШНЯК0В Н.В., Мишустин В.Г., Уточкин И.Г. Расчет профиля потенщ!ального барьера на границе металл-неупорядоченный полупроводник /'/Вестник
РГРТА. Вып. 10. Рязань, 2002. С. 74-78.
З.Уточкин И.Г. Применение атомно-силовой зондовой микроскопии для
исследования неупорядоченных полупроводников// Тез докл. 10-й НТК Москва:
МИЭТ, 2003. С. 40.
4.Вишняков Н.В., Уточкин И.Г., Гололобов Г.П. Атомно-силовая зондовая
микроскопия как метод исследования неупорядоченных полупроводников // Фи­
зика полупроводников. Микроэлектроника. Радиоэлектронные устройства: Меж­
вуз. тб. науч. тр.: Рязань, 2003. С. 10-14.
5.Гололобов Г.П., Уточкин И.Г. Сканирующая туннельная микроскопия современный метод изучения поверхности твердых тел // Электроника: Межвуз.
тб. науч. тр.: Рязань, 2002. С. 71-79.
б.Вихров С П . , Вишняков Н.В., Мишустин В.Г., Уточкин И.Г., Авачев
А П. // Исследование неупорядоченных полупроводниковых материалов и тонкопленочных барьерных структур на их основе. Тез. докл Всеросс. науч.-техн. диет.
конф. М , 2003, http-^/www mocnit miee ru/conf (17-28 ноября 2003 г.).
7.Гололобов Г П., Уточкин И.Г. Исследование технологических поверх­
ностей мапштоуправляемых контактов методом атомно-силовой микроскопии//
Тез. докл., Москва, МЭИ, 2004.
18
8.Гололобов Г.П., Арефьев А С , Трегулов В.Р., Уточкин И Г., Киреева
О.В. Исследование поверхностей магнитоуправляемых контактов методом атомно-силовой микроскопии//Вестник РГРТА. Вып.13. Рязань, 2003. С. 66-69.
9.Авачев А.П.. Вишняков Н.В., Уточкин И.Г., Мишустин В.Г. Тонкопле­
ночные полевые транзисторы на неупорядоченных полупроводниках. Проблемы
расчета и применения //Вестник РГРТА. Вып 14. Рязань, 2004 С. 83-87.
10. Уточкин И.Г., Марков С.Г. Определение взаимосвязи состояния по­
верхности пленок аморфного карбида кремния от содержания в газовой фазе СИ)
и SiH4 методом атомно-силовой микроскопии // Физика полупроводников. Мик­
роэлектроника. Радиоэлектронные устройства: Межвуз. тб. науч. тр : Рязань,
2004. С, 17-21.
11 Бодягин Н.В, Вишняков Н.В., Якушев А.Н., Уточкин И.Г. Использо­
вание методов нелинейной динамики для выявления порядка в структуре поверх­
ностей материалов для электроники // Фюика полупроводников. Микроэлектро­
ника. Радиоэлектронные устройства: Межвуз. тб. науч. тр.: Рязань, 2004. С. 23-26.
12. Вишняков Н.В., Мишустин В.Г., Уточкин И.Г., Авачев А.П. Причины
деградации электрических характеристик солнечных элементов на основе неупо­
рядоченных полупроводников //Вестник РГРТА. Вып.15. Рязань, 2004 С. 112-114.
13 Уточкин И.Г.. Марков С.Г. Экспериментальное исследова1гие электро­
физических свойств неупорядоченных полупроводников методом атомно-силовой
.микроскопии//Тез докл. 11-й международной НТК Москва: МГУ, 2004. С. 275.
14 Вихров С П . , Ларина Т.Г., Мишустин В.Г., Уточкин И.Г, Бодягин Н.В.
Исследование неупорядоченных полупроводников и слоистых барьерных струк­
тур на их основе /Отчет о НИР 15-01 Г/ Рук. Вихров С П . , № Госрегистрации
01200105973. Рязань. 2002.
15. Вихров С П . , Маслов А.А., Мишустин В.Г., Уточкин И.Г., Бодягин
Н.В. Исследование взаимосвязи свойств неупорядоченных полупроводниковых
материалов и параметров тоикопленочных структур на их основе /Отчет о НИР
18-01Г/ Рук. Вихров С П . , Х« Госрегистрации 01200105974. Рязань. 2002 С. 1-20.
16 Уточкин И.Г., Авачев А . П , Вишняков Н.В., Мишустин В Г., Попов
А.А. HccjieAOBaHHC неупорядоченных полупроводниковых структур методом
атомно-силовой микроскопии// Тез. докл 4-й международной конференции
«Аморфные и микрокристаллические полупроводники». Санкт-Петербург, 2004.
С. 323-324.
17. Вихров С П . , Вишняков Н.В., Мишустин В.Г., Уточкин И.Г., Авачев
А.П. Деградация параметров солнечных элементов на неупорядоченных полупро­
водниках с позиции барьерной теории// Тез. докл. 4-й международной конферен­
ции «Аморфные и микрокристаллические полупроводники». Санкт-Петербург,
2004. С. 313-314.
18. Вишняков Н В., Вихров С П . , Мишустин В.Г., Авачев А.П., Уточкин
И.Г., Попов А.А. Формирование потенциальных барьеров в нелегированных не­
упорядоченных пол^'проводниках// Тез. докл 4-й международной конференции
«Аморфные и микрокристаллические полупроводники». Санкт-Петербург, 2004.
С. 37-38.
19
19. Авачев А.П., Нестеров О.Е., Уточкин И.Г., Мишустин В.Г., Вишняков
Н.В. Исследование влияния электрофизических свойств пленок a-Si."H на вольтамперные характеристики тонкопленочных полевых транзисторов// Тез. докл. 4-й
международной
конференции
«Аморфные
и
микрокристаллические
полупроводники». Санкт-Петербург, 2004. С. 299-300.
20. Гололобов Г.П., Арефьев А.С., Трегулов В Р., Уточкин И.Г // Атомносиловая микроскопия в исследовании условий совершенствования структуры
гальванопокрытий магнигоуправляемых контактов. Депонирована в В И М И , ДО
8949 от 29.04.04.
21. Уточкин И Г . , Белобородое А.С. Сканирующая зовдовая микроскопия
для медико-биологических исследований // Тез. докл. X всероссийской научной
конференции Биомедсистемы-2004, 2004. С.76-78
22. Уточкин И.Г., Авачев А.П., Нестеров О.Е. Определение поверхностно­
го потенциала пленок неупорядоченных полупроводников методом атомносиловой микроскопии // Сборник тезисов X I всероссийской научной конференции
студентов-физиков и молодых ученых. Екатеринбург, 2005. С 600-602.
23. Авачев А П., Уточкин И.Г., Байдов А.П Теоретический расчет тоикопленочных полевых транзисторов на основе неупорядоченных полупроводников //
Сборник тезисов X I всероссийской наз^ной конференции студентов-физиков и
молодьи ученых. Екатеринбург, 2005. С.544-545.
24. А.Р. Avachev, I G . Utochkin. The investigation of the influence of structure
defects of a-Si:H film on characteristics of TFT by modeling of his parameters // Phys­
ics of Electronic Materials: 2™* International Conference Proceeding, Kaluga, Russia.
Volume 1/ Ed. K.G. Nikiforov: K S P U Press, 2005. P. 124.
25. I.G. Utochkin, A.P. Avachev. The measurement of potential on the surface
of noncristalline semiconductors film by atomic force microscope // Physics of Elec­
tronic Materials: 2"^ International Conference Proceeding, Kaluga, Russia. Volume 2/
Ed. K.G. Nikiforov: K S P U Press, 2005. P.254.
26. Авачев A П.. Уточкин И.Г. Определение концентрации локализован­
ных состояний в аморфном кремнии методом зонда Кельвина// Тез. докл. 12-й
международной НТК. Москва: М Г У , 2005. Том 2. С. 76-77.
27. Уточкин И.Г., Авачев А.П., Попов А.А., Юлкин А.В. Исследование
электрофизических и структурно-морфологических свойств неупорядоченных
полупроводников полученных в плазме НЧ (55 кГц) тлеющего разряда методом
зонда Кельвина // Физика полупроводников. Микроэлектроника. Радиоэлектрон­
ные устройства: Межвуз. тб. науч. тр.: Рязань, 2005. С. 17-21.
28. Авачев А.П., Уточкин И.Г., Юлкин А.В., Вишняков Н.В. // Расчет по­
верхностного потенциала в пленках a-Si:H для МОП-структур // Физика полупро­
водников. Микроэлектроника. Радиоэлектронные устройства- Межвуз тб. науч
тр.: Рязань, 2005. С. 21-23.
29 Юлкин А.В., Уточкин И.Г., Авачев А.П.. Митрофанов К.А. // Исследо­
вание pin-диода на основе a-Si-H методом CV и РСГУ // Физика полупроводников.
Микроэлектроника. Радиоэлектронные устройства; Межвуз тб. науч. тр.: Рязань.
2005. С. 27-31.
20
30. Методы исследования ползпроводниковых структур; Методические
указания к лабораторным работам / Рязан. гос. радиотехн. акад.; Сост-.: В.Г. Лит­
винов, Ю.А. Туркин, С.А. Кострюков, Н.Н. Довгопол, И.Г. Уточкин, А.П. Авачев.
Рязань, 2005.24 с.
31. Измерительные преобразователи и электроды: Методические указания
к лабораторным работам / Рязан. гос радиотехн. акад.; Сост.: Н.В. Вишняков,
В.В. Гудзев, И.Г. Уточкин, А.В. Ивашкин. Рязань, 2005. 24 с.
32. Вишняков Н.В., Вихров С П . , Мишустин В.Г., Авачев А.П., Уточкин
И Г, Попов А.А.. Формирование потенциальных барьеров в нелегированньгх не­
упорядоченных полупроводниках // ФТП, 2005. Том 39. №10.
33. Юлкин А.В, Уточкин И.Г. Влияние микроструктуры материала на
спектр поглощения в a-Si:H// Тез. докл. 7-й международной конференции «Оптопаноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы». Ульяновск, 2005. С. 210.
г
УТОЧКИН Иван Геннадьевич
ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНЫХ И ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ
ХАРАКТЕРИСТИК ПЛЕНОК НА ОСНОВЕ o-Si:H,
ПОЛУЧЕННЫХ В ПЛАЗМЕ НЧ РАЗРЯДА
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата физико - математических наук
Ч
Отпечатано ООО «Оргтехцентр»
Тираж 100 экз. Заказ jY2l514
Подписано в печать 3i 10.05.
0568
РНБ Русский фонд
2006-4
22082
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
1 177 Кб
Теги
bd000102259
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа