Abstract
Hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) films are fabricated by Argon radical annealing (ArRA). The deposition rate of continuously deposited a-Si:H film is 1.9 $\AA$/s. As ArRA time are increased to 0.5 and 1 minute, the deposition rate are increased to 2.8 $\AA$/s and 3.3 $\\AA$/s. The deposition rate of a-si:H films with 2 and 3 minutes ArRA time are 3.3 $\AA$/s. As the ArRA time is increased, the optical band gap and the hydrogen contents in the a-Si:H films are increased and slightly decreased. The light-induced degradation of ArRA treated a-Si:H films are less than that of continuously deposited a-Si:H film. The dark conductivity and the conductivity activation energy ($E_a$) of continuously deposited a-Si:H film are decreased to 1/25 in room temperature and increased to 0.09eV By 1 hour light soaking, respectively. The dark conductivity and $E_a$ of ArRA treated a-Si:H film decreased to 1/3 in room temperature and increased to 0.03eV by 1 hour light soaking, respectively. We could improve the stability of a-Si:H films under the light soaking by ArRA technique and discussed the microscopic process of ArRA technique.
Ar기 처리를 하면서 수소화된 비정질 실리콘(a-Si:H) 박막을 제작하였다. 연속증착할 때의 deposition rate는 1.9 /s 이었으며, Ar기 처리시간을 0.5분, 1분으로 증가시키면 2.8 $\AA$/s, 3.3 $\AA$/s 로 증가하였다. Ar기 처리시간이 2분, 3분일 때는 3.3 $\AA$/s 로 일정하였다. Ar기 처리시간을 증가시키면 광학적 밴드 갭과 박막내의 수소량이 증가하다가 약간 감소하는 경향을 보였다. Ar기 처리한 a-Si:H 박막도 Staebler-Wronski 효과를 보였으나, 연속증착된 a-Si:H 보다 광열화 현상이 많이 감소하였다. 1시간의 빛조사에 의하여 연속증착된 a-Si:H 박막의 경우, 상온에서의 전기전도도와 전기전도도 활성화에너지(Ea)는 각각 1/25배, 0.09eV 증가하였다. Ar기 처리를 한 경우, 상온에서의 전기전도도는 1/3배, Ea는 0.03eV 증가하였다. Ar기 처리를 함으로서 a-Si:H 박막의 빛에 대한 안정성을 향상시킬 수 있었으며, 안정성향상에 관한 미시적 과정을 논의하였다.