a—Si：H中第二类亚稳缺陷的观察

我们用光电导谱技术和光电流相移分析技术研究了氢化非晶硅带隙态密度及其分布的亚稳变化效应，实验发现光致亚稳缺陷分布在整个光学带隙中，它们的退火行为与它们在带隙中的位置相联系。首次从实验上直接观察到第二类亚稳缺陷在带隙中的能量位置，这类缺陷具有易产生和难退火的特点，定性地确定出了亚稳缺陷的退火激活能与其在带隙中能量位置的关系。     

a－Si∶H中第二类亚稳缺陷的观察

我们用光电导谱技术和光电流相移分析技术研究了氢化非晶硅（ａ－Ｓｉ：Ｈ）带隙态密度及其分布的亚稳变化效应．实验发现光致亚稳缺陷分布在整个光学带隙中，它们的退火行为与它们在带隙中的位置相联系．首次从实验上直接观察到第二类亚稳缺陷在带隙中的能量位置，这类缺陷具有易产生和难退火的特点．定性地确定出了亚稳缺陷的退火激活能与其在带隙中能量位置的关系．     

非晶硅薄膜在电子学领域的应用

近年来,a-Si:H薄膜已引起人们很大的兴趣。这不仅是因为非晶态的固体理论问题需要研究,更主要的是因为非晶硅材料具有诱人的应用前景。 在七十年代以前,人们普遍采用真空蒸发法和溅射法来制备非晶硅薄膜。但当时制备的非晶硅薄膜的性质不佳,因而并不特别受人注意。从七十年代中期开始,发展了辉光放电分解沉积的非晶硅制备技术。由这一技术所制备的非晶硅薄膜,具有十分引人注目的光学和电学性质。它和传统的非晶硅的差别在于材料中含有一定量的氢。氢的引入大大地降低了材料中的缺陷态密度。α-Si:H这一新材料的特点可归纳为:     

氢化非晶硅局域态电荷密度的解析统一模型

本文发展了一种简明的氢化非晶硅局域态电荷密度统一模型。从ａ－Ｓｉ材料的带隙态密度适配参数分布函数出发，采用Ｓｈｏｃｋｌｅｙ－Ｒｅａｄ－Ｈａｌｌ统计描述，推导出局域态电荷密度统一的解析表达式，该模型同时考虑了带尾局域态和缺陷局域态的作用。     

氢化非晶硅系薄膜的特性和应用

氢化非晶硅系薄膜(a-Si:H、a-Si:F:H、a-Si_(1-x)C_x:H、a-Si_(1-x)C_x:F:H、a-Si_(1-x)N_x:H、a-Si_(1-x)Ge_x:H、a-Si_(1-x)Ge_x:F:H……)是新型电子材料,具有广阔的应用前景。本文综述氢化非晶硅系薄膜的制备方法,并通过局域化隙态能级的分析来讨论薄膜的光学和电学特性,最后介绍薄膜的应用。     

a-Si:H TFT亚阈值区SPICE模型的研究

研究了将非晶硅薄膜晶体管（a-Si：H TFT）在电路模拟程序（SPICE）中使用的亚阈值区模型,将亚阈值区分为亚阈值前区和亚阈值后区并建立了模型,对比了不同模型下的模拟结果,发现亚阈值区的TFT特性依赖于材料性质,而且亚阈值前区和亚阈值后区的特性受栅源电压Vcs和漏源电压V DS的影响,呈指数变化。提出的新模型考虑了前界面态、后界面态、局域态、材料及制作工艺等因素,体现了该区域电流对漏源电压Vvs强烈的依赖关系。使用新模型对实验数据的拟合结果优于以往的模型,能够比较精确地模拟亚阈值区的特性,可用来预测a-Si：H TFT的性能．对TFT阵列的模拟设计具有重要价值。     

InAlN合金光致发光峰位能量随温度的异常变化

采用变温的时间积分和时间分辨光致发光方法来研究InAlN的光学性质,随着温度的升高,InAlN合金光致发光峰位能量随温度的变化不是遵循Varshni 公式所预期的变化,而是出现快速红移的现象。我们采用载流子的热激活和热转移模型来拟合了光致发光峰位能量随温度的变化,拟合结果和实验结果符合较好。我们认为峰位随温度的异常变化是由于载流子在深局域态之间的转移造成的,薄膜生长过程中产生的V型缺陷是造成In_0.153Al_0.847N薄膜中出现强局域态的主要原因。     

氢化非晶硅中光致亚稳性退化的物理机制

关于氢化非晶硅(a-Si:H)中光致亚稳性退化(Staebler-Wronski效应)虽已进行了大量研究,但对其物理机制至今还是不清楚的,已有物理模型都有它自己的困难.本文指出,光激产生的导带电子与价带空穴通过Si-H弱键的无辐射复合时放出的Si-H 局域模振动声子使Si-H键自身断裂而造成硅悬挂键——SW缺陷.该模型可以定性解释我们所知道的重要实验事实.     

非晶与多晶硅薄膜电导特性的研究

本文研究了用常压GVD法和GD(辉光放电)法生长的非晶与多晶硅薄膜电导特性随膜中晶粒大小的变化规律。在临近晶化温度上下范围生长的样品,带尾宽度随膜中晶粒增大而显著地减小;当晶粒增大到约为700～800 (?)范围时,带尾趋于消失。在临近晶化温度以下范围生长的样品,低温下呈现出能隙中局域态传导特征,在临近晶化温度以上生长的样品,在低温下的传导是由多晶晶粒间界区域深缺陷能级引起的。在这两种非晶硅薄膜中含有小于200 (?)的微晶结构时,仍以非晶传导为主要特征,Mott-Davis局域态导电模型仍然适用。     

非晶硅薄膜的基本性质及其在台面型硅器件上的钝化作用

利用非晶硅薄膜的半绝缘特性将它作为硅器件,尤其是台面型硅器件的钝化保护膜,经过长达两年的实验和生产上的试用,证实了它具有特殊的优点.α-Si:H薄膜中的氢能直接填补c-Si界面上的缺陷态,降低界面态密度,使器件反向漏电流大大下降,从而改善了硅器件的稳定性,提高了可靠性与成品率,具有明显的经济效益     

用光热偏转谱拟合计算研究非晶硅缺陷态及其稳定性

通过光热偏转谱（ＰＤＳ）研究了衬底温度对用超高频辉光放电（ＶＨＦ－ＧＤ）制备的ａ－Ｓｉ：Ｈ光学特性的影响，考虑了电子在缺陷态的相关统计，数字拟合各样品在不同亚稳状态下ＰＤＳ次带吸收谱（０．８￣１．７ｅＶ），获得带尾态，光能隙，缺陷态分布及相关能等电子态结构参数。结果表明，缺陷态分布随光照时间向能隙深处移动，相关能增加，在电中性条件下，用迭代法求出费米能级与电导率，与实验结果吻合较好，分析讨论所用计     

Photoinduced annealing of metastable defects in boron-doped a-Si:H films

Semiconductors - The effect of illumination on the isothermal relaxation of slow photoinduced metastable defects (metastable electrically active impurity atoms) in boron-doped a-Si:H films has been...     

a-Si:H/a-SiN_x:H多层膜界面的研究

<正> 尽管过去几年对非晶半导体多层膜及其界面对多层膜传输性能影响的研究甚多,然而对于界面缺陷态的特性及其密度了解甚少。不同的测量方法得到的a-Si:H/a-SiNx:H界面缺陷态密度可从1010变到1012cm-2。这一实验结果反映了每一测试方法仅能探测某些能级的缺陷,在某些情况下可能是不同类的缺陷。非晶硅系材料都包含有氢。已发现,在多层膜的沉积过程中,由于组成多层膜的子层间应力释放的需要以及两子层材料的氢扩散系数不同而     

High-performance hydrogenated amorphous-Si TFT for AMLCD and AMOLED applications

A novel technology for manufacturing high-performance hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) thin-film transistors (TFTs) is developed in this letter. In the bottom gate light-shield a-Si:H TFT structure, the side edge of a-Si:H island is capped with extra deposition of heavily phosphorous-doped a-Si layer. Such an ingenuity can effectively eliminate the leakage path between the parasitic contacts of source/drain metal and the sidewall of a-Si:H island edge. In addition, electrical performance of the novel a-Si:H TFT device exhibits superior effective carrier mobility as high as 1.05 cm/sup 2//Vs, due to the enormous improvement in parasitic resistance. The impressively high performance of the proposed a-Si:H TFT provides the potential to apply foractive matrix liquid crystal display and active matrix organic light-emitting diode technology.     

Anodic oxide gate a-Si:H MOSFET

The first a-Si:H MOSFET having native oxide at the insulator/a-Si:H interface is reported. Anodic oxidation in the AGW electrolyte is applied to Al/a-Si:H structures to form Al2O3/native oxide/a-Si:H gate structures. Resulting FETs show typical effective mobilities of 0.02 cm2/V s after proper low-temperature annealing in H2. Anodic oxidation is thus proved to be applicable to a-Si:H device technology as a low-temperature oxidation process.     

非晶半导体超晶格紫外-可见-红外光谱的研究

利用r.f.辉光放电方法,在单室生长系统内,由周期性地改变SiH_4和NH_3反应气氛成功地获得了Ls由10A到200A的a-Si:H/a-SiN_x:H超晶格结构.由TEM和XPS实验结果证明超晶格结构具有平滑陡峭的界面.通过分析(Si-H)键拉伸振动模在波数2400cm~(-1)-1800cm~(-1)范围内的精细结构,揭示了a-Si:H/a-SiN_x:H界面中(Si-H)N振动模的形式.并证实有过量的H键合于界面层中.由紫外-可见吸收光谱的研究,证明当 L_s<60A,光学能隙E_R~(opt)的位移是超晶格结构中量子势阱限制效应的影响.其实验值和理论计算值符合得较好.     

Analysis of bias stress on unpassivated hydrogenated amorphoussilicon thin-film transistors

Both the subthreshold slope and the threshold voltage in inverted-staggered amorphous silicon thin-film transistors (a-Si:H TFTs) are vulnerable to metastable changes in the density of states (DOS) due to Fermi level displacement. In previous work, we have used passivated and unpassivated TFTs to distinguish between the effects of bulk states and interface states at the top passivating nitride interface. Here we report the results of experimental measurements and two-dimensional (2-D) simulations on unpassivated TFTs. Since there are no top interface states, all the observed changes are due solely to the bulk DOS. The subthreshold current activation energies in a-Si:H TFTs are compared for n-channel nonpassivated TFTs before and after bias stress. The experimental results agree well with the 2-D simulations, confirming that the dependence of subthreshold current activation energy on gate bias reveals the distribution of the DOS in energy but cannot resolve the magnitude of features in the DOS. This type of analysis is not accurate for TFTs with a top passivating nitride, since the activation energies in such devices are affected by the interfere states     

微量硼掺杂氢化非晶硅薄膜光电导性能研究

采用射频磁控溅射的方法制备了微量硼掺杂氢化非晶硅薄膜,对样品的光电导性能进行了研究.结果表明,不同的硼掺杂量下,氢化非晶硅薄膜透过率随掺杂量的增加而变大,透过率曲线截止边红移;吸收系数随着硼掺杂量的增加而增大;薄膜的折射率随着波长的增加而下降,同一波长下随着掺杂量的增加而增大,在500 nm波长处折射率达到4.2以上,最大到4.6;薄膜的交流电阻率在微量硼掺杂下随着硼掺杂量的增加先减小后增大.     

Modification of GaAs Schottky barriers using a-Si:H interfaciallayers

The electrical characteristics of metal/a-Si:H/n-GaAs diode structures were studied in order to investigate the role of the a-Si:H and the claim of no barrier at the GaAs/a-Si:H interface. Diodes were fabricated using a-Si:H layers between 30 and 1920 Å thick, with Al and Mg metallization, and the current-voltage and capacitance-voltage characteristics were examined. Rectifying Schottky barriers were formed at Al/a-Si:H junctions, while good ohmic contacts were formed at Mg/a-Si:H junctions, enabling effects due to the metal/a-Si:H and a-Si:H/GaAs interface to be isolated. A dramatic increase in the forward turn-on voltage was observed as the thickness of the a-Si:H layer increased. The diode behavior can be explained by considering three effects in series: (1) an a-Si:H/GaAs barrier of about 0.6 eV, consistent with Fermi-level pinning in GaAs; (2) a metal/a-Si:H barrier, dependent on the metallization; and (3) space-charge-limited current (SCLC) in the bulk a-Si:H. The SCLC effectively gives rise to a voltage-dependent resistance and causes the increased turn-on voltages