Гидрогенизация кристаллизованных лазерным излучением пленок a-Si:H

Abstract

В настоящий момент активно развивается область материаловедения, связанная со сверхбыстрой лазерной обработкой полупроводниковых материалов. В частности, фемтосекундная лазерная кристаллизация пленок гидрогенизированного аморфного кремния имеет большие перспективы для создания материалов, оптимальных для фотовольтаики. Однако процесс дегидрогенизации, сопутствующий лазерной обработке, существенно уменьшает фоточувствительность облученных пленок и, как следствие, ограничивает их применимость в оптоэлектронных приложениях. В данной работе были исследованы фотоэлектрические свойства пленок аморфного кремния, кристаллизованных фемтосекундными лазерными импульсами. Для восстановления содержания водорода в структуре материала были проведены две различные процедуры гидрогенизации: выдерживание пленок в плазме водорода и в атмосфере водорода высокого давления. Эффективность предложенных процедур для увеличения фоточувствительности материала обсуждается.

Ultrafast laser processing of semiconductors is a rapidly developing field of material science at the moment. In particular, femtosecond laser crystallization of amorphous hydrogenated silicon thin films has a big potential in photovoltaics. However laser treatment causes dehydrogenation process which decreases materials’ photosensitivity and thus limiting its application for optoelectronics. In present paper we studied photoelectric properties of laser-modified amorphous silicon films. Two different hydrogenation procedures were employed to restore films’ hydrogen content: keeping in hydrogen plasma and in high-pressure hydrogen atmosphere. The effectiveness of applied procedures for increasing materials’ photosensitivity is discussed.