Разработка и исследование варизонных P-I-N-структур и фотоэлектрические процессы деградации в них тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

Г б од

АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ «ФИЗИКА —СОЛНЦЕ» им. С. А. АЗИМОВА

ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ им. С. В. СТАРОДУБЦЕВА

На правах рукописи

УСМОНОВ Шукрулло Негматович

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ВАРИЗОННЫХ P_I_N-СТРУКТУР И ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ДЕГРАДАЦИИ В НИХ

Специальность 01.04.10 — физика полупроводников и диэлектриков

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

ТАШКЕНТ —1994

Работа выполнена в Физико-Техническом институте НПО «Физика — Солнце» АН Республики Узбекистан.

Научный руководитель:

доктор физико-математических наук Ю. М. ЮАБОВ

Научный консультант:

академик АН Республики Узбекистан М. С. САИДОВ

Официальные оппоненты:

член-корреспондент АН Республики Узбекистан А. Т. МАМАДАЛИМОВ,

доктор физико-математических наук, профессор Ш. А. МИРСАГАТОВ

Ведущая организация: Институт Электроники АН Республики Узбекистан..

Злщита диссертации состоится « . ^ » . . . 1994 г.

в часов на заседании специализированного совета Д.015.08.21 при Физико-техническом институте НПО «Физика — Солнце» АН Республики Узбекистан по адресу: 700084,. г. Ташкент, ул. Г. Мавлонова, 2 б.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан « . » Р 1994 г.

Ученый секретарь специализированного совета, доктор технических наук

. АВЕЗОВ

- 3 -

Обиап харзпторястгагз работа Актуальность темы. В современной электронике интенсивно sü-пваются новые направления, такие как широкое внедрение тон-опленочных технологий, организация замкнутого цикла и ползал втоматиззция производства инте1ральних приборов. Для решения тих технологических задач одним из подходящих полупроводнико-az материалов явились пленки аморфного гиярогекизировашог-о ршгая, откршзэдке. возможность его целенаправленного исполь-овэш'л з практике современного приборостроения П]. Наряду с ремнием в последнее - время начали применять и другие эморфлае атериали типа А17 и их сплавов. Производство электрошш пр-ибо-ов на основе амсрфяпс полупроводников характеризуется пипкой атер^гало- и энергоемкостью, безотходпостьп, г-озножностью Еыпус-а кнлрериБНМХ лент практически неограниченной П/Эдзги. Во г-н-9 П<5р?ЧКСЛеНШ№ фЗКТОрМ ОКРЫЛИЛИ СРрСККЙ фрОКТ пслод^ггг* '«оргпото ПУфПрОВЯННОГО Кр-МиИЯ Ч его СЛЛ&БОЗ я п при-

дадккх целях, таких кок к-.точчгвсн питания мэломо'дни* («ЮО лк> пкроэлекгроппм*: устройся ий-/ , в "малой" энергетике при ттрпмоЗ олнечнсЛ р?диации.

Наряду с большими успеха».»« в области создания г-ксеко.^Фок-шшк фотопрео^рэзогатол';" на основе ачорфнш; материалов, до оогспвюго i'pwnrf ряд; вопросов, связанных с технолоыей изгогов-'ш1-- клслсо^оточувс~;и:«"ельп.'й тг.иких слоев а-31:Л и его спалив, axiEL как a-SiCiSt a-MGaiH п влризонншс р-с-а-структуртлс фото- -реобразователой па та осноив, но были ревовы. До cvx пор в лн-оратуре отсуствует :отформзщ5я об исследованиях влияния сильного сведения на структурную сотку аморфного кремния, недостаточно лубоко изучено влияние процесса фотсивдуцированной перестройки а фотоэлектрические характзрис'гаш пленок и р- С -^-структурных отоирообразовстелеЯ за основе c,Sl:U.

В силу этих обстоятельств является актуальном кошлексное сследовзние и виявленве взаимосвязи технолопнескнх параметров роцессз роста пленки oHopJaoro гидрированного.кремния, карбида рз'шия и кремний-германия с >и оптичоскигш, электрически^.?, фо-оилоктркчоскими и структурам! параметрами, исследования фото-лектрическкх, электрических и структурно характеристик u-Ь'С :П -Í-и-структур, изучите процессов фотодеградации как в гуеиках, ■::к и в р-1 -ч-стру1-' гуг.рд.

Пель к«.- jTOiruc^ р«ботк состоит в:

* .'í:y:o:HK ■'r;i:*o:.iTO!Ts¡! илэз'/о-хшических процессов, irpenc-

ходящих при осаздении пленок, еморфншс гидрированных полупроБодаш ков (a-Sí:H, a-SiC:lí, a-SÍGs:tí) методом ВЧ-разложения в плазме тлецдего разрада гидридов газовых peareirroB-Stíí^, СН4, GeHЯ2;

2. Изучении влияния параметров технологического процесса (мощности ВЧ-разряда, скорости потока газа, давлении в реакционной камере и постоянного электрического смещения) на оптоэлек-трошше свойства и структурную сетку аморфных гидрировании полу проводников (a-Sl:H, a-SiC:H, a-SiGe:H);

3. Исследовании процессов электронного переноса в обычных (a-Si:tí, q-Sí 1 _агСелг:í/; х=0.57) и варизонных (a-Sífх=0 -i 0.57) слоях;

4. Создании гетеро-р-С-п-структур с буферными слоями и изучении особенности распределения профиля примесей;

5. Создании гетеро-|М-п-структур с варизошшми слоями из a-SlGe:B;

6. Теоретическом и экспериментальном исследовании процессов фотоиндуцированнсй деградации в слоях и p-í-к-структурных фото-преоОразователяк на основе a-Si:Н.

Научная новизна диссертации состоит в том, что:

1. установлено, что параметром определяющим качество плеша: (a-Si:fí, a-SlGe:U) может служить отношение интенсивности излучения молекулярных SW и атомных tíü ликий,- K=I[Stff]/Ílfía], радаш лов плазмы тлеющего разряда;

2. впервые- показана возможность получения высокофотопрово-дядзго бхшарного сплава a-SlGe:H добавлением в исходную газовую сыесь 5Ш4 с СеЯ4,' разбавленного И2, фосфина (Р#3);

3. выявлена возыоаность управления проводимость», скорость! роста й структурой пленки a-St:ll и его сплавов, втащенных в диодной емкостной системе, приложением постоянного потенциала сые-Й8нкя; .

4. впервые создана p+(a-SiC:H)~l(a-Sl(a-Sí:Н)-гетеро структура с буферным слоем из t-a~Si:H, введенным между легированным р+- и высокофотопроБодяицш i- областям!: и установлено об разование варизонного слоя a-SlC:U в результате- диффузии углеро да в пористый буферный слой a-Si:Н.

5. впервые создана п*(a-Sl:ti)-i-r*(a-Si ://)-гетероструктура с варюоЕной l-a-Sl^_apea::U (х=0 + 0.57) оол:-.:тью и исследован «маютзм электронного токопервкооа в ori,£! crj уктуре;

6. впервые создана p*(a-SiC:H)- L(a-ri:iP. iía-Si^^fc^ll)-П+ (a-Si;Н)-гегероструктура с варит, и:-: íí • п :-!hti7ex:H (х~ОЮ.&

.частью, введенной между нелегированным высокофотопроводящим ■л легированным слоями, приводящая к повышению чувствитель-зти элемента в длиноволновой области;

7. получетт аналитические выражения для тока короткого замытая и напряжения начало участка насыщения фототока при фотоин-цированной деградации a-Si:ü p-t-п-структур и проведено сопос-зление с экспериментальными данными;

Положения, вяносимые на защиту,

1. качественные "собственные" слои a-Stполучается при львщ значениях Я=П5Ш/ГШа] (Я > 10), а бинарные сплавы SIGetfl при налах К (К <.0.3);

2. введение в исходную газовую смесь Stff^ с Gellразбавлен-го BCZ объемней доли II г, PHj 0.05% объемного содержания приво-т к увелпепка фотопроводимости (аГ1, ) пленок o-StGe:lI от 5.1*

С с pfl о

" до 3.5-И0"- ом 'см (при Ш1.5, (85 мВт/ctr)), при этом овень Ферми изменяется от 0.94 до 0.81 оВ.

3. введение буферного слоя кз l.-a~Si:U в р+-£-гг+- гетеро-¡-уктуру между р+- л {-слоями, Еирящеяного разложением 100$ SiH^ и внеоком давлении (0.5 Topp) приводит к повютению <7 от 10.5

12.3 мкА/см2, коэффициента заполнения от 0.5 до 0.G3 и напря-ния холостого хода от 0.60 до 0.63 В (освещенность 100 люкс).

4. введение вэркзонного с'лоя a-Sl^^Ge^U с Е^ от 1.70 t 05 эВ (1=0) до 1.30 1 0.05 эВ (z=0.57) в n+(a-Sl :Н)-{ (а-ЗЦ.^ х:Н)-п*(а-51:Н)-гетереструктуру приводит к увеличению тока ог— ничеявого пространственным зарядом. Характерная для ТОПЗ зави-мость J * в области напряжений V м o.5*i.O В для всех струк-р выполняется, для невэризокних (х=0.57) п+-£-п+- структур я = 8, для варизонных с прямач смещениеи п=3.6 и с обратным смещаем й=1.3.

5. При облучении пленок a-Sl:H (в течение 45 минут и более) нцептрироБашпш солнечным светом интенсивностью более 400 кВт/

наблюдается уменьшение концентрации монопирцдшп Sl-Н ком-ексов, концентрация дигщридних Sl-Hp комплексов не изменяется, о свидетельствует о рззркво более сильных Sl-Н связей. При уве-ленш интенсивности облучении до 600 кВт/м? происходит полное ¡зрушение пленки, о чем свидетельствует отсутствие пиков погло-ния валентных колебаний комплексов Sl-Н и Si-if2 связей в ИК ¡лЗсти спектра. ' -

• 6. достаточно длительное (от нескольких до « 100 ч) воздейст-:е света интенсивностью более 1 кВт/мг a-Sl:H р-С-гг-фотоэлемен-

тов приводит к возникновению на Е^Х линейного и квадратично суб-. линейного участков, переходящее при больших обратных смещениях на. участок насыщения фототока с напряжением начала его, возрастающим с повышением степени деградации и интенсивности-света, тю связано с уменьшением дрейфовой длины фотогенерировзшшх носителей.

Практическая ценность работа определяется тем, что на основа проведенных комплексных исследований как технологии изготовления (:гз отечественного сырья ЗШ4,СН4,ОеН4,Н2,В2К6,РНэ), ток и электрических, фотоэлектрических, оптических я структурных свойств легированных (р- и п- тепа) и нелегкрованных аморфных гидрированных полупроводниковых пленок и структур показаны способы изготовления высококачественных пленок а-31:Н, а-51С:И и аЗ{Со:11 я на основе этих материалов изготовлены высокоэффективные гетеро-р-{-п-структурные фотопреобразовотели, которые работоспособны в . условиях рассеянного («100 люкс) света.

Апробация результатов. Результаты работ, воаодших в диссертацию, докладыгались на Всесоюзной конференции по фотопреобразователям (Ашхабад, 1989 г.), на 2-международном научном семинаре "Многослойные, варизонные, периодические полупроводниковые структуры и приборы на их основе" (Узбекистан, г. Нукус, 1993 г.), на семинарах и научных сессиях Сизлко-Технического института им. С.В.Стародубцева АН Узбекистана.

Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 7 работах, перечисленных в конце автореферата.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пята глав,.выводов, содержит 155 страниц машинописного текста, включашиз 78 рисунков, 1 таблицу, а также список цитируемой литературы, содеряащий 137 наименования.

Содержание работы.

Во вводетм приводится ойаая характеристика работы обосновывается его актуальность, определены цели исследования, сформулпро вана научная новизна и положения выносимые на защиту, а такяо дано краткое содержание диссертации.

Первая глава диссертации посвящена краткому обзору литературы по технологии изготовления аморфного гидрированного кремния и его бинарных сплавов (а-31С:3, а-5Юе:Н), их фотоэлектрических свойств и фотоэлементов на их основе, а также исследованию физических механизмов фотоиндуцированной деградации пленок и р-1-п-структур на основе а-3(:й. Из анализа литерзтурн следуют, что оп-

тоэлектроннш свойства пленок a-Sl:H, aSlC:l!, a-SlGe:H получен--шп разложением гидридов газовых реагентов в ВЧ поле тлегацего разряда зависят от параметров технологического процесса (температу-туры подлоаки, мощности ВЧ-разряда, скорости потока газов, давления газов в реакционной камере, состава газа), анализ плазш ВЧ-тлевдего разряда методами оптической эмиссионной спектроскопии и масс-спектрометрии, при осаждении пленок a-Sl:U показало, что не все радикаш плазш одинаково важны, доминирующей состовлящей является SlUj, затем следуют SIH, SI и Sll¡2. Качественные пленки a-Si:H получайся при условии, когда газообразный S(tf4 в плазме не сильно дисооцирован.

Фотоэлектричеcraie свойства a-Si:H сильно зависят от формы включения водорода в структурную сетку аморфного кремния. Пленки с высокими фотоэлектрическими параметрами характеризуются присутствием комплексов моногацри.лнш: SI-U связей, тогда как присутствие комплексов дигидридных Si-H2 связей приводит к снижению этих параметров, введении в a-Si:И атомов углерода и германия приводит к снижению фотоэлектрических характеристик пленок за счет увеличения ПЛС, рса/ирени» экспоненциально: о хвоста валентной зопц а поп::ие;т:о кснионтрациа комплексов Sl-H.¿ связей. Поэтому твердое cïuseu a-SlG:U ;¡ a-SiGe:lI по фотоэлектрическим свойствам сильно уступяют пленкам a-Sl:U.

Пр:т ЗС-5Х':Г1С1в1Ш ДЛГЛТЛЬНОГО il MOÜwPO Cüí-TvbCrC ИСЛУ'^ПШ (hv>~E„) происходит деградация фотоэлектрических параметров, как плс-нс:! a-Si:H, так и a-Sl:'d p-i-n-cтруктур, эти явления связывается с эффекте;« Огоблера-Бропского. Для объяснения явлеаия фотодеградации о пленках существует, в основном, две модели: первоя-иодель Штуциана, которая связывает это явление с образованием носах реконбиняциокных центров за счет разрыва слабых Sl-St связей, вторэя-модел-. Адлера, которая связывает оффект с изменением концентрации н<,;':рзльных и заряженных рекембинациопннх центров.

Во второй главе описаны физико-технологический методы изготовления собственных и легированных пленок a-Sl:S, a-S(G:H и а-S (Ge: H методом ВЧ-разложения гидридов SiH4, СН4, Geli4, Я2, Jyfg il PHj в плазме глещего разряда в трехкамерной установке промышленного типа с тремя реакционными камерами и с системой контроля ; гпазмы. Установлено, что качественные аморфные пленки мозпо получить контролируя плазму методом оптической эмиссионной спектроскопии, измерив относительные интенсивности молекулярных Sil! и атом-ш лавий, л-IlStin/Illl,,], компонентов плазмы. Этот пара-

U ÍJ

иэтр ш называли фактором качества. Он показывает степень истощенности гидридов в плазме и связан с фотоэлектрическими и стру* турными параметрами плешей. G ростом значения фактора качества наблюдается увеличение фотопроводимости, достигая значения 2*10' (Ом*см)-1 (при AMI,5 (85 мВт/см2)) и уменьшение плотности пор в пленках a-Si:H. Большие значения Е>10 приобретают при меньших значениях мощности ВЧ-разряда (»<0.15 Вт/см2), давлении газа в реакционной камере (Р<0.15 Topp) и при больших скоростях потока ыоносилана (0^34 ciP/иш). При таких параметрах технологического процесса газообразный моносилан в плазме не истощен и пленки иые от наилучшие фотоэлектрические и структурные характеристики. Ког да моносилан в плазме сильно истощен, пленки характеризуются ху; пшуи качествами. Размеры пор в слоях зависят, в основном, от moi ности разряда. При меньших значениях мощности ОКО. 15 Вт/см2) размеры пор составляли меньше 1 мкм, а при больших мощностях (Ш 0.5 Вт/см2) достигали до 10 мкм.

В процессе диссоциации молекулы моносилана (Sifi^) образуйте? различные радикалы (Sl.SlH, Siflg, SIHj) и ионы (Si+, SW*, Sill2H Siäj+), которые, ускоряясь в электрическом поле, бомбардируют пс верхность растущей пленки и тем самым ухудшают "микроструктуру" аморфного слоя и, следовательно, их физические характеристики [1 Отсвда вытекает возможность управления характеристиками пленок приложением одновременно с высокочастотны:.! напряжением, поддергивающим тлеющий разряд в диодной емкостной системе, постоянного Напряжения смещения. При приложении положительного потенциала смещения на электрод, где били прикреплены подложки, наблщалосг уменьшение фото и темновой проводимости, что обусловлено сдвигом уровня Ферми в сторону валентной зоны, уменьшение ИК-погло-шения в слоях для St-U*,-связей (v=?A 00 см-1) в сравнении с v = 2000 см-1 характерной для Si-Я-связеИ, что однозначно указывает на уменьшение эффекта бомбардировки И). При приложении отрицательного смещения наблэдалось увеличение выше перечисленных величин. Наблвдались'изменения скорости роста слоев аморфного гидрированного кремния, такге, в зависимости от величины и полярности постоянного смещения. С ростом величины постоянного смещения скорость роста падает, а при отрицательней смещении - возрастает. Такая закономерность обусловлена'участием положительных конов в физико-кивдчоских процессах образования пленок Г21.

Выращивание пленок аморфного гаарир'",в<;1Ш.>ги карбида кремния осуществлялось разложением смеси Sill, и сн . введение атомов уг-

порода в аморфную сетку кремния приводит к возрастанию плотности локализованных состояний (fíg) в середине сели [31, что обуславливает снижение фотоэлектрических характеристик пленок a~SlC:lI. Зведонке в исходную смесь 80% объемной доли водорода привело к увеличению фотопроводимости ст 2*10~б(См*см)~1 до 10-4(0м*см)-1, 1ля пленок с Eg=2.0 эВ, это обусловлено эффективной гвссгазацией эбсрваннкх связей водородом, но при этом ширина оптическом цели 1а изменилась. Фотопроводимость так:ге растет с-увеличением скорости потока газов.

Узкозонные биларные сплавы аморфного гидрированного кречний-геркзния выращивались разлокенем смеси газов Sfff^ и Gcil^. Эти сплавы характеризуются сравнительно низкой фотопроводимостью, высокой плотностью пенастешшх трехкратно всордипкрсвавлшь оборпак-ешх связей, локализованных в дели подиюиости 141, которые являются гффективпнми рекомбинациоводш центрами. Введение в исходную смесь SCZ объемной доли недорода привзло к увелтении фотопроводимости пленок a-SiQ с Е -1.3 t 0.05 эВ, от 6" 10~3 ло С*10~6(0м«смГ1 (при AHÍ.5,(85 мВт/см2)). Увеличение фотопроводимости также наблюдалось, в отлич«е от'рмофяого кремния, при умоньаешпх значения фактора качества (К^О.З). Эти особенности бинарного сплава кремяпй-гермэния связаны с тем, что энергия с:'ягзи Gа-Н низка no сравнению -с 31-П п поэтому пассигэция обор-пеждп связей атомов германия водородом происходит эффективно при обогащении поверхности растущей пленки водородом.

Аналога энергии активации темнэвой проводимости пленок а-S£0 показал, что пленки имеет и-тип темновой прово-

димости. Введения в исходную смесь 0.05% объемной^ доли фосфина приводит к увеличению фотопроводимости от 5.1*10~6 до 3.5«10"5 10м*см)-1 и при этом уровень Ферми (Ej.) изменяется от 0.94 до Р.81 эЗ. Такое поведение фотопроводимости связано со сдвигом Е^ it зоне проводимости. Когда Е^ расположен вшге Б°-и.ентра [5!, оо-разутаэгося из-за оборванных связей в структурной сетке твердого раствора кремштй-германкй, рекомбинация неравновесных носителей наряда через этот центр уменьшается.

D треьтей главе описаны экспериментальные методы и установки для измерения оптических, фотоэлектрических, электрических и ст-руктурнкх пграмэтров аморфных. пчдрироЕ-зняых полупроводников.

Исследогание г;, -фи.--! распреяег.экия прпмосей в гетеро p-i-n-структурккг фотоэ,- • '.-»нтах методом нтор:*то-иоиио'Л масс-спектром- трии (311МС) пзкг-' -i.r, что в- фотоэлементах с низкими Фотоэлек-

трическими параметрами наблвдаетсл диффузия некоторых примесных атомов (Al,P,Sn) в ФотоактивныЯ i-слой. Из сравнения результатов исследования для структур с различными фотоэлектрическими пара- . метрами следует, что отличие в основном наблюдаются в областях контактируют« слоев с различными типами проводимости.

Получено, что содержание бора в легированном р-типа (1.5 Я BAi^ в смеси 40 % SiU^ + 60 % СИa-SiC:Н слое составляет »0.1 ет.%, фосфора в п-тип (0.86 % РН3 в SUi4) a-Sl:H -0.3 ат.2.

Определение процентного атомарного соотношения кремния и германия в бинарном кремний-германиевом сплаво осуществлялось мотодо; рентгеновского микрозондового анализа. Для объемной доли германа в смеси с ыовосиланом равного 20% и 4055, величина ХСо в твердом растворе составила XGo - 0.34 и 0.57.

Фотоэлектрические характеристики пленок аморфных гидрированных полупроводников во многом зависят от формы вхождения в аморф-нуп сетку водорода. Присутствие сравнительно больной концентрации St-Н комплексов связей приводит к улучшению оптоэлектронных свойств пленок. Для изучения влияния параметров технологического процесса и концонтрировзпного солнечного излучения но Sl-Н и Si-1/2 комплексов связей применялся метод многократного нарушенного полного внутреннего отражения (МНПВО).в инфракрасной области спектра поглощения. Для изучения перестроек рекомбивациошгах центров, имеэдих место при воздействии света на пленки a-St:Н, применялся метод конденсаторной повермостиой фото ЭДС и фотопроводимости.

<лтпм-гз:щия ф^то?лок';рических свойств зморфаых пленок производилась по Фотопроводимости. Фотопроводимость измерялась при ус-AMI ,5 (85 мВт/ем'-) от имитатора солнечного излучения. Величины хвоста Урбаха для. п-ч'-нок (х-0.57, EQ=68

¡"■В) и a-Si:U (В =48 моВ) оценивали,:ь по спектральной зависимости •.{от^ярородийости в области примесного поглощения.

Четвертая глава гоевяаона созданию к иссдгдозяиио оСичнмк и варгаонных гетерострукт/р на основе аморфного гидрированного крем-■¡¡;/ и кремлкй-гормония. С цель» изучения влияния вприэопного слоя •лп a-SiGc:U на механизм токоврохоздоиия и для оценки плотности локализованных СОСТОЯНИЙ в щелк подвижное! И были создай'«' ОбЫЧКШ к ;<лриз01пше п4-(-п+~структурц на основа i-a-Sl:li и i-a Si^^Ce^:!/. Исследование токов ограштннкх пространственным зарядом (ТОГО) в -^-структурах показало, что плотность локализованных состояний (Ш1С) на-уровне-Ферми для пленок а~31:Ц составляет g(B-)« 1.5« !016 эВ~1СМ~3, ДЛЯ a--sto.43Ge0.57;f!' Э1Г1 3. УвбЛИ-

гение Ш10 в твердом растворе кремний-германия связано с увеличением концентрации ненасыщенных оборванных связей.

Гет9ро-п+-1-л+-структуры создавались разложением смеси газов 1-e'dj + Sillj. При этом содержание германия в твердом растворе 1-а-

составляло х=0.5Т. Варизогошй слой создавался путей нменения газового состава постепенным введением моносилана в'негодную газовую смесь. Варизошшй слой в гг+-£-п+-струкгуре создает внутреннее встроенное поле EnCT=AEc/(q«üi). В работе [61 установлено, что в результате изменения х в a-St^_xG3x:U 60% изменения в ignT приходится на зону проводимости- äEß= 0.8*ДВ°П7. В Енрзщен-ян варизонных структурах изменение оптической ширины запрещенной зоны составляло 0.4 зВ. С учетом вышеуказанного замечания з ьзризотпк n+-í-^-структурах возникает внутренний встроенный энергетический потенциал для электронов £ßCTw 0.32 эВ. Дополни-гзльнсе увеличение ол&ктричэсг.ого поля, за счет "вст. в оаризоп-тах слоях приводит к увеличению ТОГО. Оно соответствует более срутому росту инжектированного тока в варизонпоЛ структуре, по зрггеешз с певзризенпой, V > 0.15 D. D облает:! зепрягшМ 7 С. 5*1.0 D зашсгсюст- J 7 й для sees структур вы-

тсмяется, так плл вев5|>:~;шо8 структуры ш=2,8, для еэрпзснноП зри пря>;ои смешение ш=3.6 и при обратном е=1 .3.

35фгкткБПость фотощ: еобразования р-1 -п-готс-роструктуршк фоте"; vipat-CLi;;.,..." с ¿t:-;:':.'".' :¡¿ :о;;Ы\о or i^pw.viipcB ^огпьктлр^!^^ ■тлор^алоБ, по н от in рекс-мй-лацисгппп ;¿i

!¡f.~ рвэгелз коатьотрупгке матэриалоз, везшшемзы. вслс-дс^ио риз-г; rcjsTOKffiis pscowfircsir i: рйботз плода э stir;

Г7.01. Д-:л структур о пфохазошвг! !: :;глпн f-скомбикацйсанпв центра, з основном, паго^-.тсл яз граязще р+ (a-SiC:H) ¡: ((a-Sl:ff) областям. ,Ear.o устехтлзно, что ггри в;фагд;1Б-'.чш! слоя a-5i:¡í при высоком давлении (Г=0.5 Topp) и относительно малом потоке моносилана (ч<12 cíP/khh) мезду pf(a-51:1!) и высококачественным слоем t(a-Si:ü) наблюдается улучшение фотоэлектрических параметров фотоэлемента. JK3 растет от 10,5 до 12,3 нкА/см (100 люкс) с увеличениемотолщгаш буферного длоя (0буф) ti выходит на насыщение при с!б„ф«300 А и до толщины 600 А не изменяется. Напряжение холостого хода растет от 0.60 до 0.63 В с увеличением толщины до 550 А и затем падает. Коэффициент запол§е-вия также растет от 0.50 до'0.63 с увеличением толщины до 550 А и тоже падает. Наилучше фотоэлектртеские характеристики кме^и ■ p-í-ri-гетероструктуры с толщиной буферного слоя c?d ф«550*600 А.

Технологический процесс создания р-С-п-структурных фотопреобразователей производился при температуре подложки 220°С и в течение ^ 1 часа. Исследование профиля распределения по толщине различных примесей в р+ (a-SÍG:H)-l(a-Sí:Н)-п+ (a-Sí :й)-гетерострукту-ре методом Bffi.dC показало, что при введении буферного слоя наблюдается диффузия атомов углерода в приповерхностную область £-слоя Буферный слой, выращенный после нанесения р(а-5(С:Ю-слоя, при большом давлении и малой скорости моносилаиа имеет пористую структуру, вследствие чего создавались благопрягнле условия для увеличения диффузии атомов углерода, таким образом фактически создавался варизонний слои, у которого ширина запрещенной зоны менялась от E£(SíC:tí) до Eg(Si:II).

Введение варизонных областей позволяет увеличить высоту потенциального барьера, что приводит к возрастанию коэффициента собирания фотоносителей и расширению спектральной чувствительности р-i-«-структуры в длиноволновую область спектра излучения. Возрастание внутреннего электрического поля приведет к другой характерной особенности таких структур, а именно, к снижению концентрации захваченных неосновных носителей заряда (электронов) на рекомбинацнонный 0°-центр, из-за уменьшения времени пролета неосновных носителей через (-область.

Введение в р-l-п-гетероструктуру варизонного слоя из a-St^^, Gex:H (x^Giü.57) между í (a-Sí :U) и r¿1 (a-Si :¡¡,P) областями привело к повышешю чувствительности элемента в длинов}льновой области спектра. Поскольку введение Ge в a-St:ü приводит к уменьшению ширины оптической цели слоя, то следовательно, концентрация фотовоз-букденннх носителей в длиновольновой области растет. Варизошюсть, как указывалось выше, приводит к возникновешш внутреннего встроенного энергетического потенциала £,B0T=ABc/(q*iX)= 0.3 эВ, что увеличивает длину дрейфа X =41x2 и уменьшает время пролета фотоэлектронов через l(a-Sl:U) слой. В элементах с варизогаым слоем из a-SiGe:H напряжение холостого хода составляло 0.62 В, и наблюдалось увеличение тока короткого замыкания от 12 до 12.8 мкА/сы2, но коэффициент заполнения (PF) BáX упал от 0.63 до 0.60. Уменьшение FF связано с увеличением плотности локализованных состояний в варизонном слое за счет введения в a-Si:h атомов германия. Дамкебвее повышение эффективности р-£-н-стр','.;гур требует опти-щкзации по тодаше и улучшения фотоэле-ктричеслих характеристик слоев a-Síüe:Я.

Пятая глава посвящена ьконориментал! н.-и/ и теоретическому

исследованию процесса фотоиндуцировгнной деградации пленок и р-2-n-структур на основе a-Sí;И.

Для экспортаентального исследования! влияния концентрированного солнечного излучения высокой плотности на валентна колеба-аия Si-B и Si-Ну связей в структурной сетке структура собственного аморфного гидрированного кремния била использована методика ИК-спектроскопии МНПВО в области 1900-2300 си-1, где находились растяжительные моды валентных колебаний Si-B (2000 см"1) и Si-tfg (21 СО см""1). Деградация пленок a-Stiff под воздействием концентри-ровашюго солнечного излучения экспериментально осуществлялась на Ьацетпой солнечной установке &К-68 [93. Облучение пленок a-Sl:H концентрированным солнечным излучением плотностью до 300 кВт/м" в течение 2 часов нэ дало существенного изменения в ИК-спектре поглощения, и спектр деградированного образца не отличался от спектра исходного. При увеличении плотности солнечного излучения до 400 кВт/м2 интенсивность гшка поглощения в области Валентин колебаний 2000 см""1 монотонно уменьшается, и при дальнейшем увеличении времени экспозиции от 45 мин до 120 мин изменения в спектре ие наблюдались. Из этих результатов следует, что под действием такого солнечного излучения наблюдается уменьиенив концентрации комплексов SI-H связей, в то время как концентрация комплексов япгмлркдап связен Si-B2 ср(ественно не изменяется. Дальнейшее увеличение плотности солнечного света до 600кВт/м~ привело к полному разрушепию пленки, о чем свидетельствопало отсуствие пиков валентных колебаний Sl-Н и Sl-U9 комплексов в iíK-спектре МНПВО.

Изучения процессов фотоиндуцированной деградации в a-Si:В пленках проводилось методами спектральной зависимости фотопроводимости и поверхностной фото э.д.с. и показало, что при облучении пленок сЕетсм интенсивностью порядка 2 кВтЛг в течение 20 часов изменения в llK-спектральноП области поглощения не наблюдалось, но яаблэдалось уменьшение сигнала поверхностной фото э.д.с. в собственной области поглощения, что связано с уменьшением |п, и увели-ченив сигнала в дефектной области, на уровнях энергии =«1 -0 и 1,15 •эВ, что связано с повышением плотности локализованных состояний. Полученные экспериментальные результаты наводят на мысль, что при цогралацки происходит не только перезарядка D-центров, но и образование повше D-центров за счет разрыва Si-Si и Si-U связей.

Для теоретического анализа процесса фотоиндуцированной деградации в p-í г.-структурных фотоэлементах была использована модель трч;к.п,.рт-:1 переменных неосновных носителей. Решение уравне-

ния непрерывности токов для электронов и дырок и уравнение Пуассона производилось в региональном подходе, это обусловлено тем, что в этом подходе (-слой разбивается на три части, в каждой из которых отыскиваются решения указанных уравнений. "Сшивая" их на границах соседних областей, находил решение во всем {-слое. При деградации необходимо еще учесть неоднородности поля в фотоактив-пом £-слое. Это указывает на необходимость учета в теории фотоге-нерированного объемного заряда носителей (ФГОЗ), равного разности объемных зарядов дырок Лр/0{) и электронов ¿п/6п. Решая эти уравнения, можно получить обшео выражение для падения напряжения в {-

слое:

V з

\ 1 У

Ес1

1

= \ т>

<3| = ¿и^)

1

•к,

где £а и £г {-слоя)

О

* Ы

(5.1)

¿^•Л+а1 + J

¿0<ЙП - а/

а

т..

1 -I- а

напряженности поля в точках х-0 и х~1 (1-толвдша

= С Л М1

а) £

"I

€-, = Л

р

!)

поля в средней области 0<х<1 ' с

е. к ./е.,

и и

ти0/1)

+ т..

Для упрощения р?1счета уравнения п&ра:-»$тр»гоовал;;з! ргзизршмп величинами:поло £-=Е/Е]. где Т-зХ^ТЩ

= е. /ПьУ.)

г

1 •

(5.3)

(5.4.)

дуг-дигл без-копцецтращп?

с • ■■ •" с

фотип^-'^к п фотоэлектронов р=лр-'рс, п-'.п/пс; где" г

"1координата в направлении кжа.£ - 5/Х; скорость'р-з-

С, • " •'! П

комбинации фотоносптелеП г=Е/С, отнесенная к скорости их фотогенерации где рк-Квантовнй выход электрона. и и В коэффициент поглойекий и интезсшность равномерно поглощаемого в базе свата; плотности дпрочногб, электронного и полного £ютотоков:.7 = ' • • ж-сттаиоска?! диэлектрическая проницаемость полупроводника; Ьц 1пТ1;00ие подйиапостей электронов и дырок; времена аизни дырок и электронов ín ^ -ПЛтп/го; {Он141^во-сроднее время пролета дырок через {-слой. Параметры Ор п вкличбпы в уравнение Пуассона, ибо поле в базе опро-•доляется как свободными, так и связанными зарядами, и поэтому р/0 ц• п/Т1Т6п~полные (безразмерные) концентрации фотогенерированных дырок и электронов.

-- 15 -

Анализ указывает нэ наличие двух предельных ситуаций при

и . В первой ситуации рекомбинзция носителей существенна, поля

на контактах и в средней области мало различаются, т.е.

Кроме того, «7«1; тогда, сохраняя в (5.1) наибольший (первый)

член, для ВАХ получаем выражение закона Ома

х г т V. ± V J - ~ V -> ; = ча(\1рй + 1лП(1)| + -з 1-е- (5.5)

Во втором предельном случае, согласно

Р "Р I (5.2), (5.3),

контактное

поля такяе пропорциональны току, по £01 £г \£0 ----,

и поэтому выражение под логарифмом в (5.1) не зависит от о. Поскольку теперь а»1, , в (5.1) удерпим лишь третий член, пренебрегая всеми остальными, что для ВАХ дает

^(1 + а2) г ^1/4г пЗ/4Г 2(?ь± 7)-)1/г

171

1 + а)0

г г(\± V

I гтт?

(5.6)

гев^ (1 + а)-

т.е. из-за деградащи она в области малых прямых и не очень боль-ейх обратных пзпряженкй-кривая не с насыщением, э квадратично-сублкпеПная (>Т « vл/z). При этом фотеток не зависит от времени пгизни носителеП, зависит от пара?ютров ловушек 0р пи сублинейно растет с интенсивностью света (^ сс С-3/-*). В4Х, следовательно, сильно отличается от "омической".

Согласно (5.6), фототок к.з. (7=0) описывается формулой ,1/4 г п 3/4[ 27к

(5.7)

г ->1/4 г ,3/4 Г 27

тогда как в случае однородного поля он равен С111

(5.0)

Г Г -ехр^^)]

где ¡и = (1пга + ?0= т. Сравнивая (5.7) с (5.8), заклкь

чзем, что при деградации фотстск к.з. зэч^тпо нгпъсо, чем в ео ОГСУТСТЕИ?. ПОСКОЛЬКУ, согласно, &'II О, различна

!!ожду токагл к.з. при наличии л отсутствии дэ градации растот с повышением интенсивности света.

Приравнивая (5.6) к фототеку насыщения /£в0 ~ . (¡01, походи?!, что аапрляониэ начала участка насыщения па ВАл-цП 1 12(Н<" 372

- 7,

2(1 +а)-

Ъ

(5.17)

возрастает (как корень квадратный) с ростом интенсивности свэ-т<_1 п уве.чгчк-нием (как квадрат) толщины образца.

<2=новны9 результаты и выводы 1. гпзрзботэза теетелогическая установка "выращивания высоко-

качественных "собственных" и лептрованных слоев аморфного гидрированного кремния, карбвда кремния и крэмпнй-гермзния методом высокочастотного разложения гидридов газовых реагентов в плазме тле идете разряда с системой контроля процесса роста слоев методами оптической эмиссионной спектроскопии и масс-сп?ктрометрии.

2. Выявлена взаимосвязь между параметрами технологического процесса вырашивзния в плазме ВЧ тлегаого разряда в диодной емкостной системе с оптическими, электршескиш, фотоэлектрическими и структурными свойствам нелегаровапных и легированных слоев аморфных- гидрированных полупроводников (крештя, карбида кремния и кремний-германия) и структур на га основе. Показано, что параметром, определявшим качество пленки, может служит отношение интенсивности излучения молекулярных SIU и атомных. На линий, K=IlSiH]/Ilfla], радикалов плазмы тлепиего разряда. Качественные "собственные" слои амордаого гидрированного кремния получа»^« при больших К (К>10), о для сплава кремний-германия при малых К <К<0.3).

• 3. Выявлена возможность управления проводимостью, скорость» ростз и "cipyK-rypoii" пленки a-Sl:li и ого сплавов выращенных в диодной емкостной системе с помощью постоянного, потенциала смоления. При подаче полоаительного потенциала па эл-зктред, где прикреплены подложки, наблюдается уменьшение скорости роста пленки, умоньЕо-1тио фотопроводимости и темповой проводимости, s также отноыеше интенсивности irS£i/g]/IiS£ü) пиков поглощешгя Еалентшлх колебапгЛ Si-Uz и Sl-U иод в КК ооласти спектра, при отрицательном смещении наблюдается рост вмло перечисленных параметров, определяющих качество материала.

4. При уменьшении скорости потока смеси газов 60.Z Slli/t + 40% Gs¡¡4, разбавленного от 24 до 4 ск3/шп наблюдается увеличение фотопроводимости пленок a-SWo:ll от 1СГб до 6*10~бом~1см~1 (при AMI .5, (85 мВт/см2)) и уменьшение темповой проводимости в 5 раз, достигая значения Ю"8 ом""1 см""1.

5. Слои аморфного гидрированного кремний-германия, выращенные из скоси моносилана -с германсм, разозвлопной водородом, ше-ют it - тип те?.шовой проводимости. Добавление в исходную газовую смесь 0.052 объемного содержания фэсфика приводит к увеличению фотопроводимости пленок.

6. Введение буферного слоя i~a-Sl:H, выраженного разложением 100$ SIUA при высоком давлении толдиной до 550 А г,з.хду p(a-SiC:H) -л фотоактиЕНЫМ l(a-5í:Н)-слоями пт кводит к обрззоюкэ взризонно-

го сдоя а-31С:И и увеличению тока короткого замыкания от 10,5 до 12,3 мкА/см2,напряжения холостого хода от 0.60 до 0.63 В и коэффИ циента заполнения ВАХ от 0.50 до 0.63 (осЕеценнссть 100 люкс).

7. Введение; варизонного слоя а-З^^Ое^.-Я с Е^ от 1.70 * 0.05 эВ (Х---0) да 1.30 ± 0.05 эВ (х=0.5?) приводит к увеличению встроенного энергетического потенциала п^а-5£:Я)-£ (а-З^^Ое^: Я)-п*Га-3£:Я)-структуры на величину £,вст=АЕ(./(дАХ)=0.3 эВ, что приводит к увеличен::» тока ограниченного пространственным зарядом^

8. Введение варизонного слоя с Е^ от 1.70 *

0.05.эВ (х=0) до 1.30 ± 0.05 эВ (х=0.57) между областями l-a-Si:Il и п+-а-5£:Я р*(а-31С:Н)-1 (а~51 :Н)-п*(а-31 -структуры привода

к увеличению коэффициента собирания фотогенерированных носителей в длиноволвовой области спектра за счет увеличения концентрации фотогенеркрованннкх неравновесных носителей и внутреннего встроенного потенциала.

9. При облучении пленок а-31:Н концентрированным солнечны;,1 светом мощностью более 400 кВт/м2 наблвдаатся .уменьшение интен-спености пика поглощения валентных колебашй мсяогидридных комплексов в ПК области спектра, поглощение ае валентных колебаний дигадридных 51-Ц,г комплексов не изменяется, что свидетельствует о разрыве более сильных 21-11 связей.

10. Теоретически и экспериментально установлено, что достаточно длительной (от нескольких до « 100 ч) воздействие света интенсивностью более 1 кБт/м2 а-51:11 р-£-п-фотоэлементов привода к возникновению на ВАХ линейного и квадратшшо сублинейного участков, переходгаих при больших обратных смещениях на участок насыщения фототока с напряжением начала его, возрастающим с повл-пением степени деградации и интенсивности света, что связано с

. уменьшением дрейфовой длины фстогенерировашшз носителей.

Осноеяь. результаты диссертации опубликованы а следующих работах:

1. Д.А.Аропог., Г.Р.Кабулов, Р. Мам а тгу лов, Ш.Н.Усмонов, ¡О.М.Юабов. Характеристики р-£-п-фстоэлементов на основе а-3I:Н при деградации их параметров, вызванной воздействием света, Узбекский Физический Журнал, 1Э91г., .£5, стр.34-46.

2. Р.Г.Кабулов, Ш.Н.Усмонов, Ю.М.Юабов. Управление характеристиками пленок гмо^яого гшрфованного кремния в процессе их выращивания, ДАН Республики Узбекистан, $10-11, стр.46-48, 1992 г.

3. Р.Р.Каоулов, Ш.Н.Усмонов, Ю.М.Юабов. Контроль процесса выра-

щквания слоев аморфного гидрированного кремния, ДАН Республики Узбекистан, JS4-5, 1993 г., стр.24-26.

4. Д.А.Аронов, Р.Р.Кабулов, Р.Маматкулов, Ш.Н.Усмонов, Ю.М.Юабов. Последеградационные характеристики p-í-п-фотоэлементов из гидрированного аморфного кремния. ФТП,1993г., том 2?, вип.6. стр.

1014-1023.

5. Кабулов P.P., Усмонов Ш.Н., Юабов Ю.М., Фотоэлектрические свойства аморфных гидрированных пленок твердого раствора кремний-германий, Гелиотехника, 3 (1993)., 12-14.

6. Юабов D.U., Кабулов P.P., Усжоюв Ш.Н., Тонтпленочмые вари-зоннае гетперофотозлел^еняы на основе аморфных гидрироваюш полупроводников, Гелиааехнша, 3 (1993)., 14-19.

.7. Ш.Н.Усмонов, Р.Р.Кабулов. Тонкопленочные взризонные гетерофо-тоэлементы па основе аморфных гидрированных полупроводников. Материалы второго международного семинара "Многослойные, варизонные'и периодические полупроводниковые структуры и приборы на их основе". Нукус, 28-30 сентября 1993 г. с.55-57.

Цитируемая литература

1. P.X.ScIvnitt. ñmdaxental meclvmis&s in allane plasme äscoapo-зШоПЯ & amorphous silicon. J.ficn-cryst .sol. ,59&60, (1983) ,649-658.

2. Е.Tonaba, Physics A chemistry of deposition. J.llon-cryst .eel., 97 &9Э,(1987),285-288.

3.Shcmidt tí.P., Solomon I., et.al., Phil.Пая. ,B51, 581 (1985K

4.Paul №. et eU Phys. Rev. Iett., 46, 1016 (1981).

5. Tsnt3uml Y., Sakata S. Study of gap status in a-SiGo:H alloy system by belcr^gap modulated piotocurrent spectroscopy, j.noncrystalline solids, 97&9Q (1937), 1063-1067.

6. Wroriski C.R., Persons, Abeles В. Appl. Phys. let t., 49(1985), 569

7. Фонам С. Цп ., Ряпворф А., Солнечные элемента с гетероперехоЗол:, 6 m."Caöp$£SHuue проблвхлы полупроводниковой фехлоэнергезхши", под ред'. Коушса Т. и Uuicutia Rs., Яосква, "Мир", (1988).

б. Юабов Ю.И., Кабулов P.P., Сойрер Ю.И., Еаризонние гекюро-фако-олелгши на основе'анорфного гидрированного кроет. Труды Всесоюзной научной ионференции "Фоиюэлеюнрияесюлр явления в полупро-бодниках", Тайшет., 24-26 октября 1989 "г., ст. 80.

9. Навашев D.3., Apt/шзюв 1\U., Ор.юв В.А., .иаиова Т.О., Релио-хшзвииса., й 6, сгср. 40-45, (1989).

10. Pu3h №.. Solar & WIM Teclmologij. 1987. ,V.4 ..No.1 .,p.7. П.Лголоу D.A., KalAilov U.R., Yuabov '/u.U., Vhys. St. Sol., (а), 118 , 577 (1990).

Кнскэча мазмуни

Гядридли га-з рэагентлартга парчалаш технологаяси аараметрло-я бллац устирилган аморф ярам утказгичлл катламлар пара:;етрларп ртасидя боглигелик япикландя. Мялтиллама разрядам плазмагтнг ко-якуляр Sil! ва атом BQ чизявди нурлашпл интенсивлпкларя нисбатл, .-ItSlUl/IfH^), .чатламлартшг сифатнни белгдаювчи параметр бУллб язмэт-ют.ташп кУрсатилди. Сифатли "xycycnü" a-Si:B каглашгари :атта К (К > 1С), aSlCe:li эса гапик К (К ^ 0,3) ларда олинадп. ¡-Si :И ва угошг корппмзларлпи (Joto (аф) ва коронгиликдаги (О^) 'тказувчанлигаот, ?с;гл тезлишял (!•>) ва структурасипи (Щ област-[яги oí-fí0 ва Sí-?/ кода лари валэнт тебранпшлвринипг кстати! ковф-дщтантларт интенсивликларя плсбатл Т-1[5Ш^]/1!ЗШ]) узгармас ;учлаияш гоегггзездэ боякзрищ мумкинлиги анакладди. Дятлам усувчп ■аглик котпрплган элвктродга мусбат пкерали кучлашпа кУйилгандэ Гф, о„. Vi 7 лзрзинг кемайпгая. мапфиЛ иасрадэ эса опаяет amnwiaii-a-SiGe:H катламларлнгшг с^ сгаш, дастлабки газ ара лагола сига ¡осфяз цучшш по с «та езда, ошириш шкошяти курсатилдн.

Илк бор p-í-n-гетороструктурали, жори бос года ICCÍS ля SIH^ m парчалаа всситасида устирилган ва p(a-SiC:B) билая í (a-Sl :Н) сатламларл Уртасмга ютрлтилган t- a-Sí :Н буфер катламлл фотоалэ-«61ГГ яратллда. Вуфор кзтлзм узгарувчап такнклаигап зопали a-SiC:В 58ТЛПШБ1 хосил к'.'лпгз, фотоэлэк:?ггпп1иг фотоэлектрик харэктеристп-?алартш яхшллайдл.

p(ci-SiC:B)-i(a~?i:fí)-n(a-Si:B)- структуранннг í(a-Sí:Я) ва " l(a-Si:B) катламлэрл орасига ?згарувчан таъкпклапгзн зонали, Е^ 1.70 (а;=0) дан 1.30 пП (2=0.57) гача, a-SÍ^_3Gex:B катламнл ки-зитллпал фотоуЯготялгчи заряд тоаувчлларитганг ítenrai коеффицпэнт-таряпи, тулкш узушглгп узун султан чогарада, ошпшяга олиб кэли-язт сниклаади.

р

a-SH:B кзтлаштар'-шп концентрлзнгэя куС-ш нурл (РНОО кВт/М ) Зллоа Вргптацда кучли богланишлл Si-II богларлнипг узиллкпт, куч-:гтз Sí-fíp богларэттинг оса Узгэрмаслиги аниздаадя. • •

G-SÍ :В р-1-n- структуралтг фотоалемэнтлар ВАХ лзряншгг Еруг-лак таъеттрпдаги фотоитщетроздан кейг.пши аналитик ифодалари олизда за бу пазариЯ Ефодалар таяфиба язтижалари Оялан тагскослапдя.

Elaboration and investigation of the varybond p-i-n-structures and photoelectrical process of degradation In them

.Shucrullo N. Usmonov Suicrr.ary

The relation between the parameters of the technological process of decomposition of gas reagents hydrides and the parameters oi the grown amorphous semiconductors has been determined. The parameter defining the quality of the fJlm Is shown to be the rolatlon of Irradiation intensity of molecular SiH and atomic Ba Une3, K-IiSUi]/HHa}, the radicals or glowing discharge plasma. The qualitative "Intrinsic" a-Sl:H layers are obtained with largs K (K>10). and a-SiGe:H Tilth the small K (№3.3). The possibility to operate photo (eph) and dark (o(,) conductivity, growth velocity (v) and the "structure" (T=I(StH2J/HSitil relation of the concentration valency bond Sl-H2 to Si-H) of a-^lrtf film and the alloys there of by means of the constant shift potential (Uhas been revealled. When the positive i/£,u Is applied to the electrcdc we obsei-vo the decrease of oph, o^, u, T, when U^ Is negative,' the Increase of the above nased parameters is observed. The possibility to increase oph of a-SlGe:H films by adding oi phoaphlne into the original gas mixture Is shown.

It was for the first time, that the hotero-p-i-n-structural pUotoconvertor with the buffer l-a-si:ll layer grown by decompoal-tion of 100$ SiHf at high pressure, placed between p(a-SiC:H) ancl photoactive t(a-St:/0-layers resulting in formation of tha varyband a-SlC:H layer and in Improvement of photoelectric characteristics oi the photocell has been created.

The introduction of the a-Si^_3Gos.:H varlband layer filth £g range from 1.70 (r=0) to 1.30 eV (x=0.57) between the i(a-Sl:l!) and n(a-Sl:H) layers In p(a-SlCH)-l(a-Sl:H)-n{a~Si :i!)-structure la shorn to increase the collection coefficient of the photogenerated carriers in the long wave spectin® range.

The irradiation of a-Sl:H fllrra with the concentrated solar light (P^400kBt/m2) is shown to result In the break of Si-if strong bonds, the concentration of the weak Sl-ll bond doesn't change.

The analytical expressions of IV-characteristics for a -Stiff p-t-n-structure with the photo Induced degradation of the photo cell have been obtained. Theoretical explosions have been corrpa-red;sith the experimental results.