Portal de Periódicos da CAPES

Deep levels within the forbidden gap of silicon-on-sapphire films

1970; Elsevier BV; Volume: 13; Issue: 4 Linguagem: Francês

10.1016/0038-1101(70)90152-8

1879-2405

D.J. Dumin,

Thin-Film Transistor Technologies

The resistivity of silicon-on-sapphire films doped with a constant majority carrier concentration increases as the film thickness decreases. Analysis of data taken on both P-type and N-type films indicates that the Fermi level is being pinned by deep levels within the forbidden gap. These levels appear to be a donor level located about 0.3 eV from the valence band-edge and an acceptor level located about 0.25 eV from the conduction band. The levels are not sharp and have over 0.1 eV spread in energy. The presence of these levels has been corroborated by optical absorption and photoconductivity measurements. The donor-acceptor pair appear to occur in approximately equal densities, with densities as high as 1017–1018/cm3 being deduced. The presence of these levels is tentatively associated with crystalline defects in the films and the possibility of precipitates occurring on these defects is considered. La résistivité des pellicules en silicium-sur-saphir dopées d'une concentration constante de porteurs majoritaires augmente en fonction de la diminution de l'épaisseur de la pellicule. L'analyse des données prises sur les pellicules de type P et N indique que le niveau Fermi est bloqué par de profonds niveaux dans l'intervalle interdit. Ces niveaux semblent être un niveau de donneur situé à environ 0,30 eV du bord de la bande de valence et un niveau d'accepteur situé à environ 0,25 eV de la bande de conduction. Ces niveaux ne sont pas aigus et ont une étendue de plus de 0,1 eV d'énergie. Le présence de ces niveaux a été confirmée par des mesures d'absorption optique et de photoconductivité. La paire donneur-accepteur semble se produire dans des densités approximativement égales, avec des densités aussi élevées que 1017–1018/cm3 étant déduites. La présence de ces niveaux est provisoirement associée aux effets cristallins des pellicules et la possibilité de produire des precipités sur ces défauts est considérée. Der spezifische Widerstand eines Siliziumfilms auf Saphir, dotiert auf konstante Konzentration der Majoritätsträger nimmt zu, wenn die Filmdicke abnimmt. Die Analyse der Ergebnisse für n- und p-Typ-Filme zeigt an, dass das Fermi-Niveau durch tiefe Zustände im verbotenen Band festgelegt wird. Diese Zustände scheinen einem Donatorniveau, 0,3 eV von der Valenzbandkante entfernt und einem Akzeptorniveau, 0,25 eV unter der Leitungsbandkante zu entsprechen. Das Vorhandensein dieser Terme wurde durch optische Absorptions- und Photoleitungsmessungen bestätigt. Die Donatoren und Akzeptoren scheinen in jeweils gleicher Konzentration vorzuliegen und es wurden Dichten bis zu 1017 und 1018/cm3 ermittelt. Es wird vermutet, dass die Zustände durch Kristalldefekte in den Filmen hervorgerufen sind und die Möglichkeit von Ausscheidungen an diesen Störungen wird betrachtet.