アモルファス・シリコン薄膜における低ノイズ・アバランシェ増幅機能の発現

非晶硅薄膜低噪声雪崩放大功能的开发

• 批准号: 08875004
• 负责人: 清水 勇
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 1997
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08875004/
• 关键词: 化学アニーリング; ワイドギャップシリコン; アバランシェ増幅効果; アモルファスシリコン; 撮像デバイス; ブロッキング電極; アモルファス・シリコン; アバランシェ増幅; 薄膜; 光電流

アモルファス・シリコン(a-Si:H)膜堆積時に堆積表面を水素原子などの化学的活性種で処理することにより、網目構造を変調する新規な製膜技術で作製した高品質ワイドギャップa-Si:H膜(Eg<2.1eV>を用いて、透明導電膜をコートした基板上にNIPの順序に堆積したダイオード構造を作製し、一次光電流測定を行った。電極からの正孔の注入を阻止するブロッキング層として用いたN-type a-Si:H膜厚を最適化し、10^5V/cmの電界印加下でも漏れ電流を低い値に保つデバイス構造を考案した。しかし、それでも>10^5V/cmの印加電界下では、電圧の増加とともに、漏れ電流が指数関数的に増加してしまった。この再、10を越える光電流利得が得られたが、その詳細を検討したところ2次光電流であることが判明した。そこで、P-type a-Si:H層の替わりにSb_2S_3薄膜層を堆積した撮像デバイスを作製し評価した結果、漏れ電流は印加電界<6x10^5V/cmまで低い値に保持することができたが、>4x10^5V/cmの印加電界下では白キズが現れ、電極から局所的に漏れ電流が注入されていることが分かった。この研究の目標であるアバランシェ増倍効果は、10^6V/cm程の高電界下で観測されることから、この白キズを取り除くことで、実現が期待できる段階に到った。

New film fabrication techniques for preparing high quality a-Si:H films (Eg), transparent conductive films (NIP), and sequential deposition of NIP on substrates during deposition of a-Si:H films include chemical active species treatment, mesh <2.1eV>structure adjustment, and primary photocurrent measurement. The electrode has a positive hole and an injection stop layer. The N-type a-Si:H film thickness is optimized to 10^5V/cm. The leakage current is kept low. The voltage, leakage current and exponential voltage increase under the current limit of&gt;10^5V/cm. The second order photocurrent is determined by the second order photocurrent. As a result, the leakage current is kept at a low value below the current boundary of &lt;6x10^5V/cm,&gt;4x10^5V/cm, and the leakage current is injected into the electrode. The purpose of this study is to increase the efficiency of the measurement in the high voltage range of 10^6V/cm.

项目成果

W.Futako, T.Kamiya, C.M.Fortmann and I.Shimizu: "High photoconductivity gain over 10 at high electric field obtained in wide gap a-Si:H" J.Non-Crystalline Solids. (to be published). (1997)

W.Futako、T.Kamiya、C.M.Fortmann 和 I.Shimizu：“在宽间隙 a-Si:H 中获得超过 10 的高电场光电导增益”J.Non-Crystalline Solids。

W.Futako: "Intentional reconstruction of sillicon network on the surface and within sub-surface by H and Ar" Mat.Res.Soc.Spring Meeting(San Francisco 1997). (発表予定).

W.Futako：“通过 H 和 Ar 对表面和地下硅网络进行有意重建”Mat.Res.Soc.Spring 会议（旧金山，1997 年）（已安排演示）。

K.Yoshino: "Wide-gap a-Si:H fabricated by controling voids" Mat.Res.Soc.Symp.Proc.,. 420. 335-340 (1996)

K.Yoshino：“通过控制空隙制造宽间隙 a-Si:H”Mat.Res.Soc.Symp.Proc.,。

W.Futako, K.Fukutani, M.Kannbe, C.M.Fortmann and I.Shimizu: "Progress in growth of high quality silicon materials" 26th Photovoltaic Specialist Conf.(to be published). (1997)

W.Futako、K.Fukutani、M.Kannbe、C.M.Fortmann 和 I.Shimizu：“高质量硅材料生长的进展”第 26 届光伏专家会议（待出版）。

W.Futako, K.Fukutani and I.Shimizu: "Intentional reconstruction of silicon network in the surface and within sub-surface by H and Ar" Mat.Res.Soc.Symp.Proc.467. 495-500 (1997)

W.Futako、K.Fukutani 和 I.Shimizu：“通过 H 和 Ar 有意重建表面和次表面内的硅网络”Mat.Res.Soc.Symp.Proc.467。