Формирование и исследование p-i-n-структур на основе двухфазного гидрогенизированного кремния со слоем германия в i-области

Abstract

Методом плазмохимического осаждения сформированы четыре пары p-i-n-структур на основе pm-Si:H (полиморфного Si : H). Структуры в каждой паре выращивались на одной подложке так, что одна из них была без Ge в i-слое, а другая содержала Ge, который осаждался слоем толщиной 10 нм методом вакуумного напыления. Пары различались между собой температурой подложки при осаждении Ge, которая была 300, 350, 400 и 450 oC. Данные электронной микроскопии показали, что структуры, полученные при 300 oC, содержали нанокристаллы Ge (nc-Ge), центрами зарождения которых являлись нанокристаллические включения на поверхности pm-Si:H. Концентрация nc-Ge увеличивалась c возрастанием температуры. Исследование вольт-амперных характеристик показало, что наличие Ge в i-слое уменьшало плотность тока короткого замыкания в p-i-n-структурах, когда они использовались как солнечные элементы, тогда как наблюдалось увеличение тока под действием освещения при обратном смещении. Полученные результаты согласуются с известными данными для структур с кластерами Ge в Si, согласно которым кластеры Ge увеличивают коэффициент поглощения света, но также увеличивают и скорость рекомбинации носителей. DOI: 10.21883/FTP.2017.10.45024.8547

Кристаллизация плeнок аморфного германия и многослойных структур a-Ge/a-Si под действием наносекундного лазерного излучения

“…Однако в случае гетероструктур, состоящих из материалов с различными температурами плавления и кристаллизации (например, Ge/Si), интересным представляется найти режимы ИЛО, при которых практически нет воздействия на более тугоплавкий материал (кремний), но происходит модификация легкоплавких включений германия [15][16][17]. Такой подход может быть использован для модификации германиевых включений в p−i−n-структурах на основе аморфного кремния для улучшения параметров солнечных элементов [18]. Данная работа посвящена исследованию им- пульсной лазерной кристаллизации как плeнок a-Ge : H, так и многослойных наноструктур германий/кремний.…”

Вертикальное упорядочение аморфных нанокластеров Ge в многослойных гетероструктурах a-Ge/a-Si:H

“…Эпитаксиальные гетероструктуры SiGe/Si(001) рассматриваются как один из вариантов неоксидных мемристоров с филаментарным механизмом проводимости, в которых прорастающие дислокации в эпитаксиальном слое твердого раствора SiGe выступают в качестве проводящих каналов [5]. Внедрение наночастиц германия и олова в нелегированный слой p−i−n-структур на основе пленок аморфного и микрокристаллического кремния позволяют повысить КПД солнечных элементов [6][7][8][9] и расширить спектр поглощения в длинноволновой области для солнечных элементов и фотодиодов [10]. Для создания подобных структур на широкоформатных нетугоплавких подложках используются плазмохимические методы осаждения и последующие импульсные лазерные отжиги [11].…”

“…При последующем росте на поверхности смачивающего слоя формируются пирамидальные островки, которые могут выступать в качестве напряженных затравок для управления пространственным расположением растущих нанокристаллов Ge с вертикальным совмещением в многослойных структурах Ge/Si. Наличие локальных неоднородностей в пленках аморфного кремния также приводит к формированию нановключений при осаждении германия [9]. В плоских слоях германия…”