アモルファス・シリコンの中距離構造の制御と新機能創成

非晶硅中程结构的控制和新功能的创造

基本信息

批准号：
10133214
负责人：
清水勇
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1999
项目状态：
已结题

项目摘要

化学アニーリング法(CA)を用い、a-Si:H膜のバンドギャップを広い領域(Eg:1.5eV-2.1eV)で変調することに成功した。これは、異なるシリコン中距離構造が形成されることに起因することと予想される。本研究で得られた結果を要約する:(1)アバランシェ増倍現象のような光電流の非線形現象を実現するためにCA法で作製されたワイドギャップa-Si:H(Eg>1.85eV)を用いSb_2S_3薄膜を電子のランディングサイトとしたビディコン型撮像素子を試作,良好な撮像特性を確認した。しかし、印加電界が10^5V/cmを越えると画像欠陥が目立ち、暗電流の増加が認められた。そこでこのリーク電流の原因を明らかにするため、DCIACモードで評価した。DC測定の結果では、暗電流(J_dA/cm^2)は電界の上昇とともに、指数関数的に増加し、同時に光電流も増加する。しかし、矩形パルス電界印加のAC測定では,高電界(F<5x10^5V/cm)までゲイン=1で飽和しており、光電流に非線形現象は認められなかった。これらの事実から、DC測定での高い光電流ゲインは、Sb_2S_3電極からの注入による二次光電流であることを示唆する。しかし、このデバイス構造を用いACモード測定によって、5x10^5V/cmの高電界印加によっても破壊されないデバイスを作ることができた。今後は、高電界印加時の暗電流増加の原因となるSb_2S_3電極にかわるブロッキング電極を探索し、アバランシェ効巣の実現を図る。(2)CA法で水素原子の替わりに電子励起された希ガス(Ar^*,He^*)で表面処理を行い、高品質/高安定ナローギャップa-Si:H(Eg=1.5eV)の作製に成功した。(3)a-Si:H膜のXRDのスペクトルを比較解析した結果、シリコンの中距離構造とバンドギャップに相関があることを示唆する結果が得られた。

使用化学退火（CA），A-SI：H膜的带隙成功地在广泛区域（例如：1.5EV-2.1EV）进行了调节。这预计是由于形成了不同的中端硅结构。总结了这项研究中获得的结果：（1）使用CA方法制造的宽间隙A-SI：H（Eg> 1.85EV）制造了Vidicon型成像装置，以实现非线性光电现象，例如使用Vidicon-type the and and and and and and the and and and and and and-nerdem the and and the and the and the and sb_它的良好成像特征得到了证实。但是，当施加的电场超过10^5V/cm时，图像缺陷变得明显，并且观察到黑电流的增加。因此，为了阐明这种泄漏电流的原因，我们以DCIAC模式进行了评估。根据直流测量值，随着电场的上升，暗电流（J_DA/CM^2）呈指数增加，并且光电流也增加。但是，在使用矩形脉冲电场的AC测量中，将增益在1处饱和至高电场（F <5x10^5V/cm），并且在光电流中未观察到非线性现象。这些事实表明，直流测量中的高光电流增益是由于SB_2S_3电极注入的次级光电流。但是，使用此设备结构，AC模式测量允许即使应用5x10^5V/cm的高电场也可以创建不会破坏的设备。将来，我们将搜索替换SB_2S_3电极的阻断电极，该电极在应用高电场时会导致暗电流增加，并旨在实现雪崩效应。（2）使用稀有气体（Ar^*，He^*）进行了表面处理，该气体使用CA方法代替氢原子，而高质量/稳定的窄间隙A-SI：H（EG = 1.5EV）成功。（3）对A-SI：H膜的XRD光谱的比较分析显示结果表明，硅的中范围结构与带隙之间存在相关性。