Role of hydrogen and annealing in enhancement of passivation at the a-Si:H/c-Si interface
Notice bibliographique
Résumé
Hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) is an effective material for the passivation of crystalline silicon (c-Si) surface owing to its hydrogenation of Si dangling bonds at the interface and corresponding reduction in the recombination center density. The DC saddle-field (DCSF) glow discharge method was used to deposit intrinsic a-Si:H at different process temperatures (140 deg C - 220 deg C) onto 1-2 ohm-cm n-type FZ crystalline silicon (c-Si) substrates with <100> orientation and thickness of 280 microns. The effective minority carrier lifetime in the heterostructures as a function of the excess minority carrier density (ECD) in c-Si was measured for an ECD of 10^15 cm^-3. Fourier transform infrared spectroscopy was carried out on the films to obtain the total hydrogen content and the distribution of mono- and di-hydride structures SiHn (n=1, 2). Additionally, the influence of subsequent annealing of the samples was studied. The temperature of deposition has a significant bearing on the quality of the films grown. At process temperatures below 160 deg C, the species adsorbed on the surface during the plasma deposition process have a relatively low surface mobility and the diffusivity of hydrogen is reduced. Both effects result in an increased density of unsaturated bonds at the surface and hence a higher interface state density. Higher process temperatures (>180 deg C) also result in poor surface passivation due to low hydrogen content and higher defect density. The hydrogen content decreased from above 20 at.% for a-Si:H prepared at 140 deg C to 5 at.% for samples prepared at 200 deg C. Ratio of SiH2 to SiH increased from 1 to 20 over the same temperature range. At the optimum process temperature of 170 deg C, we achieved an effective carrier lifetime of 2 ms with a 30 nm a-Si:H passivating layer. Annealing the samples at 180 deg C significantly increases the effective lifetime. This increase is mainly attributed to the restructuring of silicon bonds at the a-Si:H/c-Si interface through the diffusion of hydrogen. Annealing also leads to restructuring and relaxation of the lattice which reduces the defect density by decreasing the concentration of strained Si-Si bonds.
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Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».