Hidrojenlendirilmiş amorf silisyum-oksijen alaşımlarının elektronik ve optik özellikleri
Electronic and optical properties amorphous silicon-oxygen alloys
- Tez No: 123322
- Danışmanlar: PROF. DR. ÖZCAN ÖKTÜ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: a-Sı'Ox:H, hidrojenlendirilmiş amorf silisyum altoksitleri, fotolüminesans, plazma biriktirme yöntemi, sabit fotoakım yöntemi, Alaşımlar, Amorf silisyum, a-SiOx:H, hydrogenated amorphous silicon suboxides, photoluminescence, plasma enhanced chemical vapor deposition, constant photocurrent method, Alloys, Amorphous silicon
- Yıl: 2002
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
HİDROJENLENDİRİLMİŞ AMORF SİLİSYUM-OKSİJEN (a-SiOx:H x<1) ALAŞIMLARININ ELEKTRONİK VE OPTİK ÖZELLİKLERİ Akın BACIOĞLU Hacettepe Üniversitesi, Fizik Mühendisliği Bölümü, Fizik Anabilim Dalı ÖZ Plazma biriktirme sisteminde elde edilen silan (SiH4) gazı plazması kullanılarak, 200mTorr vakum odası basıncı, 300°C alttaş sıcaklığı film hazırlama koşullarında ve RF güç yoğunluğu 59mW/cm2 ile 345mW/cm2 arasında değiştirilerek Corning 7059 alttaş üzerine büyütülen hidrojenlendirilmiş amorf silisyum (a-Si:H) ince filmlerin elektriksel ve optik özellikleri incelenmiştir. Filmler karakterize edilirken optik geçirgenlik, karanlık iletkenlik ve kararlı durum fotoiletkenlik ile sabit fotoakım yöntemi (CPM) ölçüleri kullanılmıştır. En küçük kopuk bağ yoğunluğu ve en büyük fotoiletkenliğin gözlendiği hidrojenlendirilmiş amorf silisyum filmin hazırlama koşulları kullanılarak hidrojenlendirilmiş amorf silisyum-oksijen alaşımları üretilmiştir. Optik ve elektriksel ölçümler için, 200mTorr vakum odası basıncı, 300°C alttaş sıcaklığı ve 185mW/cm2 RF güç yoğunluğu koşullarında, silan ve karbodioksit gaz karışımının plazması kullanılarak bir seri a-SiOx:H ince film büyütülmüştür. Yapıya eklenen oksijen miktarı, kullanılan gaz karışımındaki karbondioksit kısmî basıncı, r, 0 ile 0,75 arasında değiştirilerek ayarlanmıştır. Örneğin yapısına katılan oksijen miktarının belirlenmesinde kullanılan Fourier dönüşümü kırmızıaltı spektroskopisi (FTIR) ölçüsü için karbondioksit kısmî basıncı, 0 ile 0,9 arasında değiştirilen bir seri a-SiOx:H ince film de kristal silisyum alttaş üzerine büyütülmüştür. a-SiOx:H ince filmlerin elektriksel ve optik özellikleri belirlenirken optik geçirgenlik, sıcaklığa bağlı karanlık iletkenlik, kararlı durum fotoiletkenlik ve fotoiletkenlik sönüm zamanı ile sabit fotoakım yöntemi (CPM) ölçüleri kullanılmıştır. Hidrojenlendirilmiş amorf silisyum-oksijen alaşımı filmlerin optik bant aralığının saf a-Si:H filmler için olan 1,65eV değerinden, en çok oksijen (% 64,2) içeren örnekiçin 2,73eV'ye ulaştığı gözlenmiştir. Yaklaşık % 12'ye kadar oksijen içeren örneklerin fotoiletkenliklerinin a-Si:H örneklerle kıyaslanabilir olduğu hesaplanmıştır. % 54,4 oksijen içeren örneğin derin düzey kusur yoğunluğunun saf örnek için olanın yalnızca dört katı olduğu gözlenmiştir. Elektronların sürüklenme mobiliteleri, sıcaklığın bir işlevi olarak, (10K ile 400K değerleri arasında) hesaplanmıştır.
Özet (Çeviri)
ELECTRONIC AND OPTICAL PROPERTIES OF HYDROGENATED AMORPHOUS SILICON-OXYGEN (a-SIOx:H x<1) ALLOYS Akın BACIO?LU Hacettepe University, Department of Physics Engineering, Physics Section ABSTRACT A set of hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) thin films were grown on Corning 7059 substrates, using a home made plasma deposition system. The RF power density was varied between 59 mW/cm2 and 345 mW/cm2 while keeping the chamber pressure and substrate temperature constant at 200 mTorr and 300°C respectively. Electrical and optical properties of these films were determined by optical transmission, dark conductivity, steady state photoconductivity and constant photocurrent method (CPM) measurements. It was observed that the best a-Si:H film with lowest defect density and highest photoconductivity was grown at 185 mW/cm2 RF power density. Therefore the above mentioned preparation conditions and this value of the power density was employed in the preparation of the hydrogenated amorphous silicon-oxygen alloys. The a-SiOx:H alloys were grown by mixing carbondioxide into silane in the same plasma system. Total chamber pressure was kept constant at 200mTorr and the oxygen content of the alloys were varied by adjusting the carbondioxide partial pressure, r, between 0 and 0.75. Fourier transform infrared spectroscopy was used to determine the incorporated oxygen into the alloys. For this purpose a new set of a-SiOx:H alloys were grown on intrinsic crystal silicon substrates with varying the carbondioxide partial pressure between 0 and 0.9. Using the FTIR spectrum of this set of samples the relation between r and the oxygen content of the alloys was determined. Optical transmission, temperature dependent dark conductivity, temperature dependent steady state photoconductivity, temperature dependent photoconductivity response time and constant photocurrent method (CPM) measurements were used to determine the electrical and optical properties of the alloys. iiiThe Tauc optical gap of the alloys vary between 1.65 eV for the pure a-Si:H and 2.73eV for the highest oxygen (64.2 at. %) containing film. The alloys containing less than 12 at. % oxygen have conductivity and photoconductivity properties comparable to those of a-Si:H. Even the alloy containing 54.4 at. % oxygen has only about four times more deep defect density than pure a-Si:H. Drift mobility of the electrons are also determined as a function of temperature between 10K and 400K.
Benzer Tezler
- Hidrojenlendirilmiş amorf silisyum-oksijen alaşımı salkımlarının yarı-deneysel kuantum mekaniksel yöntemlerle benzetişimi
Simulation of infrared spectra of hydrogenated amorphous silicon-oxygen alloys with semi-empirical quantum mechanical methods
SELÇUK EKİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
Fizik ve Fizik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. CAFER TOPAÇLI
- Hidrojenlendirilmiş amorf silisyum yapılarda kapasite gerilim yöntemiyle durum dağılımının belirtilmesi
Başlık çevirisi yok
ORHAN DURAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Fizik ve Fizik MühendisliğiAnkara ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TÜLAY SERİN
- Hidrojenlendirilmiş amorf silisyum ve silisyum-karbon alaşımlarında ışık ile yaratılan yarı-kararlı kusurların incelenmesi
Light-induced metastable defect studies in hydrogenated amorphous silicon and silicon-carbon alloys
ALP OSMAN KODOLBAŞ
Doktora
Türkçe
1999
Fizik ve Fizik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZCAN ÖKTÜ
- Hidrojenlendirilmiş amorf silisyum-azot (a-SiNx:H) alaşımı ince filmlerin optik ve elektrik özellikleri
Optical and electrical properties of hydrogenated amorphous silicon nitrogen (a-SiNx:H) alloy thin films
İLKER AY
Yüksek Lisans
Türkçe
2000
Fizik ve Fizik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HÜSEYİN TOLUNAY
- Hidrojenlendirilmiş amorf silisyum filmlerin optik katsayılarını belirlemede kullanılan deneysel yöntemlerin karşılaştırılması
Comparison of experimental methods used for determination of optical constants of hydrogenated amorphous silicon
GÜNGÖR TAYYAR