Файл: Мотт, Н. Электронные процессы в некристаллических веществах.pdf

306 Глава 8

Ф н г. 8.13. Температурная зависимость удельного сопротивления аморф­ ного кремния, полученного при температуре вблизи 80 К и затем отожжен­ ного [70].

Получение, термообработка и измерения проводились в условиях сверхвысокого вакуума .

ложку с температурой 77 К. Уменьшение проводимости при отжпге (по крайней мере при температурах ниже 300 К) сопровождает­ ся падением мощности сигнала ЭПР. Зависимость этого сигнала от температуры отжига изображена иа фиг. 8.14, а, где показано

также одновременное уменьшение показателя преломления. Следу­ ет отметить, что вплоть до температуры отжига порядка 500 °С, очевидно, кристаллизации не происходит, так что изменения при более низких температурах надо рассматривать как следствие

дифракции рентгеновских лучей, которые подтверждают это пред­ положение, хотя чувствительность измерений такова, что для наблюдения кристаллической фазы на фоне аморфной она должна составлять более 10% объема пленки. Подобные картины при диф­ ракции электронов получены Моссом и Грачиком [358].

Свойства аморфных полупроводников с тетраздрйческой структурой 309

виде, как и его результаты для аморфного германия, т. е. в виде

тур осаждения от 300 до 400 К говорит о том, что, как и в случае германия, преобладающий механизм проводимости претерпевает изменение от перескокового с участием локализованных состоя­ ний у края зоны к проводимости по состояниям за краем подвиж­ ности. Очень низкие значения Е для пленки, осажденной при комнатной температуре, появляются вследствие того, что Читтик измерял наклон на криволинейном участке графика 1пр (ИТ), где

к уменьшению р . Таким образом, пленки Читтика ведут себя при отжиге прямо противоположно пленкам Бродского и др. Очевид­ но, столь явное противоречие обусловлено различными методика­ ми приготовления пленок.

Метод получения аморфного кремния с помощью радиочастотно­ го разряда приводит к более высокому удельному сопротивлению при комнатной температуре, чем какой-либо другой метод. Для температуры осаждения примерно 400 К сопротивление составляет (из фиг. 8.15) около 104 ехр (0,84/кГ), т. е. порядка 101 0 Ом-см при комнатной температуре. Мы можем думать, что этот факт связан с большим, чем в случае пленок, полученных испарением, энерге­ тическим интервалом, занимаемым локализованными состояния­ ми у края зоны, и, следуя Читтику, предполагать, что падение Е до величины 0,65 эВ при отжиге обусловлено делокализацией состояний в этом интервале. Из фиг. 8.15 можно поэтому оценить размеры области локализованных состояний: для образцов,осаж­ денных при 400 К, эта область составляет около 0,2 эВ; для образ­ цов, осажденных при комнатной температуре, область локализо­ ванных состояний должна быть даже больше; увеличение р 0 говорит о том, что в рассматриваемоминтервале температур проводи­ мость является перескоковой с участием состояний вблизи края зоны.

Высокое удельное сопротивление аморфного кремния, получен­ ного упомянутым способом, делает возможным измерение дрейфо­ вой подвижности (см. 7.4.3). Ле Комбер и Спир [313] выполнили такие измерения. Учитывая важность этих результатов, остано­ вимся на них несколько подробнее. На фиг. 8.16 представлены все данные наблюдений. На температурной зависимости дрейфовой подвижности электронов (перенос посредством дырок обнаружить не удалось) имеется излом при температуре примерно 250 К, выше которой энергия активации равна 0,19 эВ, а ниже она составляет