сследованы морфологические, структурные, оптические и фотоэлектрических свойства плёнок Mg 2 Si с толщинами 496 нм и 682 нм на кремнии Si (111). Наличие в колебательных спектрах пропускания минимума при волновом числе фотонов 270 см-1 показало, что обе плёнки содержат зерна с составом Mg 2 Si. Установлено, что для обеих плёнок Mg 2 Si характерен островковый рост Вольмера-Вебера. При меньшей толщине плёнки наблюдается неполностью срощенные ограненные зерна площадью от 0,12 до 0,48 мкм2, а при большей толщине – сплошная плёнка с некоторой плотностью провалов и состоящая из мелких коагулировавших зерен с площадью от 0,02 до 0,06 мкм2. Из данных рентгеновской дифракции установлено, что обе плёнки являются поликристаллическими с параметрами кристаллической решетки: 6,3392–6,3536 Å для плёнки с меньшей толщиной образца и 6,3440– 6,3498 Å – для плёнки с большей толщиной. Анализ ВАХ в резисторной приборной структуре на основе плёнок Mg 2 Si показал, что в диапазоне напряжений от -5 В до +5 В они являются близкими к линейным и симметричным. При этом с увеличением смещения обеих полярностей от 0 В до 1,5–2,0 В сопротивление пленок экспоненциально уменьшается, а затем уменьшается почти линейно, выходит на насыщение. Анализ фотоотклика плёнок Mg 2 Si с алюминиевыми контактными площадками в диапазоне длин волн 420–1200 нм показал, что вид спектра и амплитуда зависят от смещения на освещаемом контакте. Для обеих плёнок при отрицательном смещении спектры имеют колоколообразную форму с максимумами при 860 нм (тонкая пленка) и 750 нм (толстая пленка) и различной величиной фотоотклика, который максимален для сплошной пленки. При положительном смещении на освещаемом контакте спектр фотоотклика снижается в 3–4 раза. Такое поведение связано с неоднородностью генерации электрондырочных пар в плёнках в сплошных и несплошных (межзёренные барьеры) и разницей в их разделении электрическим полем гетероперехода Mg 2 Si/Si при двух типах смещения с последующей их экстракцией в плёнку Mg 2Si. В целом можно сделать вывод, что плёнки Mg 2 Si ведут себя как полупроводниковые фоторезисторы
The morphological, structural, optical, and photoelectric properties of Mg 2 Si films with thicknesses of 496 nm and 682 nm on Si (111) silicon have been researched. The presence of a minimum in the oscillatory transmission spectra at a photon wavelength of 270 cm -1 showed that both films contain grains with Mg 2 Si composition. It was found that both Mg 2 Si films are characterized by Volmer-Weber islet growth. With a smaller film thickness, incompletely fused faceted grains with an area of 0.12 to 0.48 m 2 are observed, and with a larger thickness, a continuous film with a certain density of dips and consisting of small coagulated grains with an area of 0.02 to 0.06 m 2 is observed. From the X-ray diffraction data, it was found that both films are polycrystalline with crystal lattice parameters: 6.3392– 6.3536 Å for a film with a smaller sample thickness and 6.3440–6.3498 Å for a film with a larger thickness. The analysis of the VAC in the resistor instrument structure based on Mg 2 Si films showed that in the voltage range from -5 V to +5 V they are close to linear and symmetrical. At the same time, with an increase in the displacement of both polarities from 0 V to 1.5–2.0 V, the resistance of the films decreases exponentially, and then decreases almost linearly, reaching saturation. An analysis of the photoresponse of Mg2 Si films with aluminum contact pads in the wavelength range of 420–1200 nm showed that the type of spectrum and amplitude depend on the displacement on the illuminated contact. For both films with a negative bias, the spectra have a bell-shaped shape with maxima at 860 nm (thin film) and 750 nm (thick film) and different photoresponse values, which is maximum for a solid film. With a positive offset on the illuminated contact, the photo response spectrum decreases by 3–4 times. This behavior is related to the heterogeneity of the generation of electron-hole pairs in films in continuous and discontinuous (intergranular barriers) and the difference in their separation by the electric field of the Mg2 Si/Si heterojunction at two types of displacement, followed by their extraction into the Mg2 Si film. In general, it can be concluded that Mg2 Si films behave like semiconductor photoresistors.
Предпросмотр статьи
Идентификаторы и классификаторы
- Префикс DOI
- 10.51368/2307-4469-2025-13-3-271-284
