Хамакава Й.
Аморфные полупроводники и приборы на их основе
Под ред. Й. Хамакавы
Перевод с английского канд. физ.-мат. наук А.Н.Морозова, канд.техн.наук Ю.С. Сафонова, В.А. Исаакяна
Под ред. докт.техн.наук С.С. Горелика
МОСКВА
"МЕТАЛЛУРГИЯ"
1986
Аморфные полупроводники и приборы на их основе. / Под ред. Хамакавы И. - М.: Металлургия, 1986. 376 с.
Рассмотрены структура и классификация аморфных полупроводников, электронное строение, структурные дефекты и примеси, оптические и электрические свойства, оптически стимулированные явления в халькогенидных стеклах. Приведены данные о выращивании и свойствах аморфных гидридов кремния. Показаны области применения аморфных полупроводников.
Для научных работников и специалистов металлургической, машиностроительной, авиационной, судостроительной промышленности, занимающихся вопросами материаловедения, полупроводниковой и электронной техники.
Редактор издательства Л.А. Левченкова
Художественный редактор А.А. Якубенко
Технический редактор Е.К. Астафьева
Корректор В.С. Колганова
Обложка художника И.В. Вавиденко
© Перевод на русский язык, "Металлургия", 1986
Содержание книги
Аморфные полупроводники и приборы на их основе
Предисловие к русскому изданию
Предисловие
1. Хамакава Й. История развития технологии аморфных полупроводников и приборов на их основе
Библиографический список
2. Некоторые сведения из физики аморфных полупроводников
2.1. Йонезава Ф. Теория аморфных полупроводников в связи с новыми перспективами их применения
2.2. Абе Ш., Тойозава Ю. Плотность состояний электронов и край оптического поглощения в аморфных полупроводниках
2.3. Катайама Й., Шимада Т. Структура связей в сетках a-Si
2.4. Ширафуджи Дж., Инуиши И. Дисперсионный перенос в a-Si: Н
Библиографический список
3. Новые методы исследования аморфных полупроводников
3.1. Шимизу Т. Электронный парамагнитный (ЭПР) и ядерный магнитный (ЯМР) резонансы
3.2. Моригаки К, Сано Е., Хирабаяши И. Оптически детектируемый магнитный резонанс (ОДМР) в гидрогенизированном аморфном кремнии
3.3. Танака К., Ямасаки С. Фотоакустическая спектроскопия (ФАС). Оптическое поглощение в a-Si: Н при энергиях, меньших ширины запрещенной зоны
3.4. Окуши X., Охеда X., Танака К. Спектроскопия состояний в запрещенной зоне
3.5. Ода Ш., Томита X., Шимизу И. Изучение фотопроводимости методом видикона
3.6. Аояги Е., Сегава Ю., ОкамотЗX. Пикосекундная спектроскопия
Библиографический список
4. Новые сплавы на основе кремния, получаемые в тлеющем разряде
4.1. Юкимото Й. Гидрогенизированные сплавы a-Si|-х^е^ и их опто-электррнные свойства
4.2. Тавада Й. Управление типом и концентрацией носителей заряда в a-SiC : Н
4.3. Танака К., Матсуда А. Основные свойства мк-Si, полученного плазменным осаждением
4.4. Хиросе М. Получение и свойства твердых растворов a-SixN1_x: H
Библиографический список
5. Солнечные элементы на основе аморфного кремния
5.1. Хамакава Й., Окамото X. Физика прнбораи оптимальная конструкция солнечных элементов на основе аморфного кремния
5.2. Кувано Ю., Охниши М. Интегральные солнечные модули на основе аморфного кремния
5.3. Харуки X., Учида Ю. Солнечные элементы на основе аморфного кремния на подложке из нержавеющей стали
5.4. Юкимото Й. Многослойные или каскадные солнечные элементы
5.5. Оканива X., Накатаны К. Солнечные элементы на гибкой подложке
Библиографический список
6. Электронные приборы на основе аморфных полупроводников
6.1. Сузуки К., Икеда М., Кикучи М. Тонкопленочные транзисторы на основе аморфного кремния
6.2. Шираки Я., Маруяма Е. Тонкопленочные транзисторы на основе поликристаллического кремния и их применение в дисплеях на жидких кристаллах
6.3. Мурасе К., Амемия Й., Мизушима Й. Тройной аморфный сплав Si-Ge-B и его применение в высокоскоростных диодах с малыми потерями
Библиографический список
7. Оптоэлектронные применения аморфных полупроводников
7.1. Маруяма Е. Фотодатчики и устройства, формирующие изображения
7.2 Шиосаки Т. Оптические модуляторы и оптические элементы интегральных схем
7 3. Такенага М., Ямаишта Т. Оптические запоминающие устройства с большим объемом памяти
7.4. Кавамура Т., Ямамото Я., Накаяма Е. Применение аморфных полупроводников в электрофотографии
Библиографический список
Предметный указатель
ПРЕДИСЛОВИЕ К РУССКОМУ ИЗДАНИЮ
Большой интерес, проявляемый в последние годы к аморфным полупроводникам в странах с развитой полупроводниковой техникой, был инициирован экономическими соображениями. Опыт использования полупроводникового кремния в космических аппаратах для фотопреобразования солнечной энергии в электрическую показал целесообразность его применения в большой энергетике, однако при непременном условии существенного удешевления кремния даже за счет некоторого снижения к.п.д. преобразователей.
Исследования, ведущиеся в мире последние годы, показали, что этим требованиям лучше всего удовлетворяют аморфные сплавы на основе прежде всего кремния, а также других полупроводниковых материалов. Результаты этих исследований по данным на конец 1978 г. отражены в сборнике обзорных статей "Аморфные полупроводники", изданном под редакцией известного специалиста в зтой области М. Бродски (на русском языке книга выпущена в 1982 г. издательством "Мир"). Эти исследования способствовали выяснению многих особенностей физики электронных явлений в аморфных полупроводниках.
Настоящая книга представляет собой сборник статей японских ученых, изданный в 1983 г. под редакцией профессора Университета г. Осака Й.Хамакавы, видного специалиста в области физики полупроводников, оптоэлектроники, аморфных полупроводников и приборов на их основе. Авторами отдельных статей являются специалисты, активно работающие в направлениях, которым посвящены эти статьи.
В книге приводятся результаты, полученные за период 1979—1983 гг., однако от упомянутого сборника под редакцией М. Бродски ее отличает не только зто. Наряду с некоторыми новыми данными по фундаментальным вопросам теории электронных явлений в аморфных полупроводниках и по современным методам их изучения значительно шире представлен круг аморфных полупроводниковых материалов как по составу, так и по структурному состоянию. При этом аналивируются особенности и возможные области применения каждого из них. Интересны данные об особенностях и перспективах использования гидроге-низированного микрокристаллического кремния мк-Si: Н, а также поликристаллического кремния.
Книгу отличает также то, что в ней рассмотрены, хотя и только в общих чертах, некоторые вопросы технологии получения аморфных полупроводниковых материалов, а также приборов на их основе, анализируются возможные пути повышения к.п.д. преобразователей солнечной энергии. Подробнее рассмотрены и такие перспективные области применения аморфных полупроводников, как полевые транзисторы, высокоскоростные диоды с малыми потерями, оптоэлектронные устройства (фотодатчики, устройства для формирования изображения, оптические модуляторы ЗУ большого объема, малогабаритные высокскоростные копировальные устройства и др.).
Все это делает, по-нашему мнению, настоящую книгу интересной для советских специалистов, работающих в этом новом и весьма перспективном направлении полупроводниковой электроники.
При переводе и редактировании книги было сочтено целесообразным сократить некоторые повторы в тексте и в ссылках на литературные источники, опустить отдельные рисунки, не дающие существенной информации, а также некоторые сведения рекламного характера.
С. С. Горелик
ПРЕДИСЛОВИЕ
Цель настоящей книги — обзор состояния технологии и применения аморфных полупроводников в Японии на период до 1983 г. Необходимо отметить, что в области фундаментальной физики и технологии аморфных полупроводников, в особенности полупроводников с тетраэдрической координацией связи, наблюдается заметный прогресс. Этому способствовали исследовательская программа "Физика и технология аморфных материалов", финансируемая начиная с февраля 1980 г. Министерством просвещения Японии, а также государственная программа по солнечной энергетике, рассчитанная на пятилетний период, начиная с февраля 1979 г.
Действительно, на проходивших в 1982 г. сессиях Японского общества прикладной физики по аморфным полупроводникам было заслушано 140 докладов, причем годовой прирост их числа с 1981 г. составил 140%.
Примерно такой же стремительный рост отмечается и в отношении солнечш батарей на аморфном кремнии. Он достигнут благодаря успехам в повышении качества тонких пленок, совершенствованию структуры р-n-переходов и разработке новых материалов. Промышленность Японии ежегодно увеличивает выпуск солнечных батарей более чем вдвое. Так в 1981 г. ежемесячный выпуск настольно-карманных калькуляторов на солнечных элементах составлял 1 млн. штук, а, например, в октябре 1982 г. их выпуск достигал уже 2,5 млн.
Предлагаемая читателю книга представляет собой второй выпуск, посвященный аморфным полупроводникам в серии "Японские ежегодные обзоры по электронике, вычислительной технике и телесвязи". Особое внимание в ней уделяется тетраздрически координированным аморфных полупроводникам, исследование которых в последние годы велись особенно интенсивно.
От имени редакционной коллегии я выражаю искреннюю надежду, что предлагаемая книга будет полезна всем научным работникам и инженерам, занимающимся аморфными полупроводниками. Я также надеюсь, что этот выпуск будет способствовать дальнейшему развитию и прогрессу сравнительно недавно возникших областей физики и областей применения аморфных полупроводников.
Осака, Япония, Июнь, 1983
Йошихиро Хамакава
Аморфные полупроводники и приборы на их основе. Москва, издательство Металлургия, 1986
|
