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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10133214/
• 关键词: 化学アニーリング法; a-Si:H膜; アバランシェ増倍効果; ビディコン型撮像素子; 中距離構造; 非線形現象; ブロッキング電流; リーク電流

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。

The chemical ammonia method (CA) has been successfully used in the field of a-Si:H film and its application (Eg: 1.5eV-2.1eV).これは, different なるシリコン mid-distance structure が formation されることに origin することと yu think される. The results of this study are summarized below: (1) The light of the doubling phenomenon of アバランシェNon-linear phenomenon of electric current するためにCA method made by されたワイドギャップa-S i:H (Eg>1.85eV) was tested using Sb_2S_3 thin film electronic pixels, and good imaging characteristics were confirmed.しかし, Inka Electric Realm が10^5V/cm を上 えるとimage owed 癥が目立ち, dark current のincrease plus められた.そこでこのリークcurrentのcauseを明らかにするため, DCIACモードでreview価した. The result of DC measurement, the rise of dark current (J_dA/cm^2), the rise of electrical boundary, the increase of exponential off number, and the increase of simultaneous photocurrent are all included.しかし, rectangular パルス电界INDICAのAC measurement では, high electric boundary (F<5x10^5V/c m) までゲイン=1でsaturated しており, photocurrent and nonlinear phenomenon はcognition められなかった.これらの事実から, DC measurement での高いphotocurrent ゲインは, Sb_2S_3 electrode からのinjection によるsecondary photocurrent であることをshow 唆する.しかし、このデバイスstructural useいACモードmeasurementによって、5x10^5V /cmの高电界INDICAによっても波壊されないデバイスを为ることができた. In the future, the reason for the increase in dark current when the high-voltage boundary is applied is the Sb_2S_3 electrode.にかわるブロッキング Electrode をExploration し, アバランシェeffect巣の実现を図る. (2) Surface treatment using CA method for hydrogen atom substitution and electron excitation (Ar^*, He^*) High quality/high stability ナローギャップa-Si:H(Eg=1.5eV) has been successfully produced. (3) Comparative analysis results of a-Si:H film XRD, SILHINO The middle distance structure is related to the structure of the middle distance.

项目成果

W.Futako,S.Takeoka,C.M.Fortmann,I.Shimizu: "Fabrication of narrow-band-gap hydrogenated amorphous silicon by chemical annealing" J.Appl.Phys.84. 1333-1339 (1998)

W.Futako，S.Takeoka，C.M.Fortmann，I.Shimizu：“通过化学退火制备窄带隙氢化非晶硅”J.Appl.Phys.84。

K.Fukutani,M.Kanbe,W.Futako,B.Kaplan,T.Kamiya,C.M.Fortmann,I.Shimizu: "Band gap tuning of a-Si:H from 1.55eV to 2.10eV by intentionally promoting structural relaxation" Non-Cryst.Solids. 227-230. 63-67 (1998)

K.Fukutani、M.Kanbe、W.Futako、B.Kaplan、T.Kamiya、C.M.Fortmann、I.Shimizu：“通过有意促进结构弛豫将 a-Si:H 的带隙从 1.55eV 调整到 2.10eV”