Mechanism of Tin-Induced Crystallization in Amorphous Silicon

V. B. Neimash; A. O. Goushcha; P. E. Shepeliavyi; V. O. Yukhymchuk; V. A. Dan’ko; V. V. Melnyk; A. G. Kuzmich

doi:10.15407/ujpe59.12.1168

Механiзм iндукованої оловом кристалiзацiї аморфного кремнiю

Автор(и)

V. B. Neimash Institute of Physics, Nat. Acad. of Sci. of Ukraine
A. O. Goushcha Institute of Physics, Nat. Acad. of Sci. of Ukraine, NuPortSoft
P. E. Shepeliavyi V.E. Lashkaryov Institute of Semiconductor Physics, Nat. Acad. of Sci. of Ukraine
V. O. Yukhymchuk V.E. Lashkaryov Institute of Semiconductor Physics, Nat. Acad. of Sci. of Ukraine
V. A. Dan’ko V.E. Lashkaryov Institute of Semiconductor Physics, Nat. Acad. of Sci. of Ukraine
V. V. Melnyk Taras Shevchenko National University of Kyiv, Faculty of Physics
A. G. Kuzmich Taras Shevchenko National University of Kyiv, Faculty of Physics

DOI:

https://doi.org/10.15407/ujpe59.12.1168

Ключові слова:

кремнiй, нанокристали, тонкi плiвки, iндукована металом кристалiзацiя, олово, cонячний елемент

Анотація

Методами оже-спектроскопiї, електронної мiкроскопiї та комбiнацiйного розсiювання свiтла експериментально дослiджено формування нанокристалiв Si в плiвкових структурах аморфний Si–металеве Sn. Результати проаналiзованi в сукупностi з недавнiми даними про кристалiзацiю аморфного Si, легованого оловом. Запропоновано механiзм трансформацiї кремнiю iз аморфного у нанокристалiчний стан у евтектичному шарi на iнтерфейсi Si–Sn. Суть механiзму полягає у циклiчному повтореннi процесiв утворення i розпаду розчину Si у Sn. Розглянуто прикладний аспект використання цього механiзму у виробництвi плiвкового нанокремнiю для сонячних елементiв.

Посилання

M.A. Green, K. Emery, Y. Hishikawa, and W. Warta, Prog. Photovolt. Res. Appl. 19, 84 (2011).

https://doi.org/10.1002/pip.1088

D.L. Staebler and C.R. Wronski, Appl. Phys. Lett. 31, 292 (1977).

https://doi.org/10.1063/1.89674

M. Jeon, C. Jeong, and K. Kamisako, Mater. Sci. Technol. 26, 875 (2010).

https://doi.org/10.1179/026708309X12454008169500

O. Nast and A.J. Hartmann, J. Appl. Phys. 88, 716 (2000).

https://doi.org/10.1063/1.373727

A. Chandra and B.M. Clemens, J. Appl. Phys. 96, 6776 (2004).

https://doi.org/10.1063/1.1812817

F. Lin and M.K. Hatalis, MRS Proc. 279, 553 (1992).

V.B. Neimash, A. Kraitchinskii, M. Kras'ko, O. Puzenko, C. Claeys, E. Simoen, B. Svensson, and A. Kuznetsov, J. Electrochem. Soc. 147, 2727 (2000).

https://doi.org/10.1149/1.1393596

V.B. Neimash, A. Kraitchinskii, M. Kras'ko et al., Ukr. J. Phys. 45, 342 (2000).

C. Claeys, E. Simoen, V. Neimash, A. Kraitchinskii, M. Kras'ko, O. Puzenko, A. Blondeel, and P. Clauws, J. Electrochem. Soc. 148, G738 (2001).

https://doi.org/10.1149/1.1417558

E. Simoen, C. Claeys, V.B. Neimash, A. Kraitchinskii, N. Krasko, O. Puzenko, A. Blondeel, and P. Clauws, Appl. Phys. Lett. 76, 2838 (2000).

https://doi.org/10.1063/1.126490

E. Simoen, C. Claeys, A.M. Kraitchinskii, M.M. Kras'ko, V.B. Neimash, and L.I. Shpinar, Solid State Phenom. 82, 425 (2002).

https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/SSP.82-84.425

M.L. David, E. Simoen, C. Claeys, V. Neimash, M. Kras'- ko, A. Kraitchinskii, V. Voytovych, A. Kabaldin, and J.F. Barbot, J. Phys. Condens. Matter 17, S2255 (2005).

https://doi.org/10.1088/0953-8984/17/22/013

D. Girginoudi, N. Georgoulas, and F.J. Thanailakis, J. Appl. Phys. 66, 354 (1989).

https://doi.org/10.1063/1.343881

A. Mohamedi, M.L. Thye, M. Vergnat, G. Marchal, and M. Piecuch, Phys. Rev. B 39, 3711 (1989).

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.39.3711

G.N. Parsons, J.W. Cook, G. Lucovsky, S.Y. Lin, and M.J. Mantini, J. Vac. Sci. Technol. A 4, 470 (1986).

https://doi.org/10.1116/1.573910

R. Ragan, K.S. Min, and H.A. Atwater, Mater. Sci. Eng. B 87, 204 (2001).

https://doi.org/10.1016/S0921-5107(01)00732-2

K.A. Johnson and N.W. Ashcroft, Phys. Rev. B 54, 14480 (1996).

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.54.14480

M. Vergnat, M. Piecuch, G. Marchal, and M. Gerl, Phil. Mag. B 51, 327 (1985).

https://doi.org/10.1080/13642818508240578

S.Yu. Shiryaev, J.L. Hansen, P. Kringhyj, and A.N. Larsen, Appl. Phys. Lett. 67, 2287 (1995).

https://doi.org/10.1063/1.115128

R.W. Olesinski and G.J. Abbaschian, Bull. Alloy Phase Diag. 5, 273 (1984).

https://doi.org/10.1007/BF02868552

A. Mohiddon and G. Krishna, Crystallization – Science and Technology, edited by M.R.B. Andreeta (InTech, 2012), p. 461.

A. Mohiddon and G. Krishna, J. Mater. Sci. 47, 6972 (2012).

https://doi.org/10.1007/s10853-012-6647-0

V.V. Voitovych, V.B. Neimash, N.N. Krasko, A.G. Kolosiuk, V.Yu. Povarchuk, R.M. Rudenko, V.A. Makara, R.V. Petrunya, V.O. Yukhimchuk, and V.V. Strelchuk, Semiconductors 45, 1281 (2011).

https://doi.org/10.1134/S1063782611100253

V.B. Neimash, V.M. Poroshin, O.M. Kabaldin, P.E. Shepelyaviy, V.O. Yukhymchuk, V.A. Makara, and S.U. Larkin, Ukr. J. Phys. 58, 865 (2013).

https://doi.org/10.15407/ujpe58.09.0865

V. Neimash, V. Poroshin, P. Shepeliavyi, V. Yukhymchuk, V. Melnyk, A. Kuzmich, V. Makara, and A. Goushcha, J. Appl. Phys. 113, 213104 (2013).

https://doi.org/10.1063/1.4837661

H. Richter, Z.P. Wang, and L. Ley, Solid State Commun. 39, 625 (1981).

https://doi.org/10.1016/0038-1098(81)90337-9

H. Cambell and P.M. Fauchet, Solid State Commun. 58, 739 (1986).

https://doi.org/10.1016/0038-1098(86)90513-2

A. Hiraki, Surf. Sci. Rep. 3, 357 (1984).

https://doi.org/10.1016/0167-5729(84)90003-7

M. Hillert, Acta Metallur. 9, 525 (1961).

https://doi.org/10.1016/0001-6160(61)90155-9

A.G. Milnes, Deep Impurities in Semiconductors (Wiley, New York, 1973).

G.F. Wakefield and H.S. Nagaraja Setty, Patent US 3933981 A (20.01.1976).

I.E. Maronchuk, T.F. Kulyutkina, and I.I. Maronchuk, Patent UA 84653 (16.02.2010).

Downloads

Опубліковано

2018-10-28

Як цитувати

Neimash, V. B., Goushcha, A. O., Shepeliavyi, P. E., Yukhymchuk, V. O., Dan’ko, V. A., Melnyk, V. V., & Kuzmich, A. G. (2018). Механiзм iндукованої оловом кристалiзацiї аморфного кремнiю. Український фізичний журнал, 59(12), 1168. https://doi.org/10.15407/ujpe59.12.1168

Завантажити посилання

Номер

Том 59 № 12 (2014)

Розділ

Тверде тіло

Ліцензія

Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна

Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:

1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.

2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.

3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.

4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.

5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.

6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.