Dokument: Materialien und Bauelemente auf der
Basis von mikrokristallinen SiGe:H und amorphen SiC:H Legierungen -
Detektion des nahen infraroten und ultravioletten Spektralbereichs

Titel:	Materialien und Bauelemente auf der Basis von mikrokristallinen SiGe:H und amorphen SiC:H Legierungen - Detektion des nahen infraroten und ultravioletten Spektralbereichs
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=2182
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20020108-000182-7
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Krause, Mathias [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 3,16 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 09.02.2007 / geändert 09.02.2007
Beitragende:	Prof. Dr. Wagner, Heribert [Gutachter] Prof. Dr. Schmid, Dankward [Gutachter]
Stichwörter:	Dünnfilmtechnologie; PECVD;Halbleiter; UV-Sensoren; NIR-Sensoren; Solarzellen; mikrokristallinesSilizium-Germanium; amorphes Silizium-Kohlenstoff;thin film technology; PECVD; semiconductor;UV detector; NIR detector; solar cells;microcrystalline silicon germanium; amorphous silicon carbon
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 530 Physik
Beschreibung:	Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung von Materialien und Bauelementen, die der Detektion des nahen infraroten (NIR) und ultravioletten (UV) Spektralbereichs dienen und mittels eines Niedertemperatur-PECVD Prozesses hergestellt werden. Aufgrund ihrer kleinen Bandlücke wurden als Absorbermaterialien für NIR Strahlung mikrokristallines Silizium Germanium (mc-SiGe:H) und Germanium (mc-Ge:H) gewählt, die mit einem in Wasserstoff verdünnten Gemisch der Prozeßgase Silan und German präpariert wurden. Über den Germangehalt im Plasma wird die Germaniumkonzentration im Festkörper verändert, während die Wasserstoffverdünnung maßgeblich die Mikrostruktur der Schichten beeinflußt. Mit abnehmender Wasserstoffverdünnung geht bei festem Germangehalt das mikrokristalline Wachstum infolge einer Ausweitung der heterogenen, substratnahen Wachstumszone in ein amorphes Wachstum über. Begleitet wird der Übergang von einem starken Abfall der Dunkelleitfähigkeit. Erhöht man den Germaniumgehalt, verschiebt sich der Übergang zu höheren Wasserstoffverdünnungen, die optische Absorption steigt stark an und die Defektdichte nimmt zu. mc-SiGe:H und mc-Ge:H Schichten wurden als 200nm dünne intrinsische Absorber in PIN Dioden eingebaut. Dioden mit guten optoelektronischen Eigenschaften konnten in einem schmalen Parameterbereich der Wasserstoffverdünnung des Absorbers realisiert werden. Die Grenzen dieses Bereichs werden für hohe Wasserstoffverdünnungen durch einen hohen Dunkelstrom und im Falle niedriger Verdünnungen durch den Einfluß des heterogenen Wachstums bestimmt. Wird der Germangehalt erhöht, verschiebt sich dieser schmale Parameterbereich zu höheren Wasserstoffverdünnungen und mit der Zunahme der Defektdichte verringert sich die Sammeleffizienz der Dioden. Die höhere Absorption im NIR führt jedoch zu einem Gewinn in der langwelligen spektralen Antwort. Diese konnte durch die Implementierung sowohl rauher Substrate als auch effizienter Rückkontakte deutlich angehoben werden. Für eine germaniumreiche Diode mit einer Absorberschichtdicke von nur 200nm wurde eine spektrale Empfindlichkeit im Kurzschlußfall von 19% bei einer Wellenlänge von 1100nm erreicht. Für die Entwicklung von UV sensitiven Dioden wurden amorphe Silizium Kohlenstoff Legierungen (a-Si(C):H) als Absorbermaterialien eingesetzt. Da die Optimierung des Diodendesigns im Vordergrund stand, wurden sowohl Dioden in Substrat- und Superstratkonfiguration als auch PIN und PN Dioden untersucht. Eine optimierte PIN Struktur in Substratkonfiguration mit semitransparentem Silberfrontkontakt zeigt hier bei einer Wellenlänge von 310nm eine Quanteneffizienz von 36% und eine hohe Unterdrückung der Antwort im sichtbaren Spektralbereich. Über eine Erhöhung der Schichtdicke des Silberfrontkontaktes läßt sich zudem die Empfindlichkeit dieses Sensors von einem breitbandigen UV- zu einem schmalbandigen UV-B-Spektrum variieren.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Physik
Dokument erstellt am:	08.01.2002
Dateien geändert am:	12.02.2007
Promotionsantrag am:	08.01.2002
Datum der Promotion:	08.01.2002