非晶質シリコン半導体の光電流増倍現象に関する研究

非晶硅半导体光电流倍增现象的研究

• 批准号: 05750018
• 负责人: 秋田 成司
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Osaka Prefecture University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05750018/
• 关键词: 非晶質シリコンカーバイド; 光導電性; 光電流増倍現象; 局在準位; Schottky接触; トンネル効果

1.目的 C_2H_2を炭素源とするa-SiC:Hを用いたSno_2/a-SiC:H/Auの簡単なセル構造において、外部量子効率が1を越え100程度まで到達する現象を見い出した。この現象は、a-SiC:Hとの界面に起因すると考えている。本研究の目的は、界面における局在準位の光電子増倍機構への寄与を調べ、その機構を明らかにすることである。2.実験 プラズマCVD法により不純物添加量[PH_3]を変化してa-SiC:Hセルを製作した。定常特性として温度、印加電圧、光量を変化し、その光電流を測定した。更に、同様の依存性を過渡応答[現有]および周波数特性および位相特性[新規購入、ロックインアンプ]について測定を行った。3.結果と検討(1)定常状態 光電流増倍が起こる閾値電圧は不純物添加量の増加と共に減少する。光電流-電圧特性、光量依存性より倍増が生じる範囲とそうでない範囲では、その振る舞いが異なり2つの領域に分かれる。これは、後で述べるモデルと矛盾しない。(2)過渡特性 過渡特性は温度にほとんど依存しない。通常、光電流の過渡特性は光生成キャリアのトラップとの相互作用によって決定される。従って、増倍下ではその相互作用に温度の項を含まないと考えられる。また、その他の実験結果はモデルと矛盾しない。4.モデル 光電流像倍のおこる電極はショットキー接触である。この空乏層中に光生成正孔が蓄積され障壁の電界が暗状態よりも強くなる。この電界によって障壁を電子がトンネルし光電流増倍が起こる。過渡特性を支配する空乏層中の正孔は、トラップから直接価電子帯ヘトンネルし放出されると考えると、実験結果を説明できる。

1. 目的 我们发现以 C_2H_2 为碳源的 a-SiC:H 在 Sno_2/a-SiC:H/Au 的简单晶胞结构中外量子效率超过 1 并达到 100 左右的现象。我们认为这种现象是由与a-SiC:H的界面引起的。本研究的目的是研究界面处局域能级对光电子倍增机制的贡献并阐明该机制。 2.实验通过等离子体CVD方法改变杂质添加量[PH_3]制备A-SiC:H电池。作为稳态特性，改变温度、施加电压和光强度并测量光电流。此外，还测量了瞬态响应[当前可用]、频率特性和相位特性[新购买的锁定放大器]的类似依赖性。 3.结果与讨论 (1)稳态 随着杂质添加量的增加，发生光电流倍增的阈值电压降低。根据光电流-电压特性和光强度依赖性，发生倍增的范围和不倍增的范围之间的行为不同，并且将其分为两个区域。这与后面描述的模型是一致的。 (2) 瞬态特性 瞬态特性几乎与温度无关。通常，光电流的瞬态特性由光生载流子与陷阱的相互作用决定。因此，认为相互作用不包括乘法下的温度项。此外，其他实验结果也与模型一致。 4.模型 发生光电流图像倍增的电极是肖特基接触。光生空穴在该耗尽层中积累，并且势垒的电场变得比暗态下更强。该电场导致电子隧道穿过势垒，导致光电流倍增。实验结果可以通过考虑耗尽层中控制瞬态特性的空穴直接从陷阱隧道到价带并被发射来解释。