Proton-induced photoconductivity increment and the thermal stability of a-Si:H thin film

水素化アモルファスシリコン薄膜の陽子線誘起光伝導度増大とその熱安定性

佐藤 真一郎; 齋 均*; 大島 武; 今泉 充*; 島崎 一紀*; 近藤 道雄*

Sato, Shinichiro; Sai, Hitoshi*; Oshima, Takeshi; Imaizumi, Mitsuru*; Shimazaki, Kazunori*; Kondo, Michio*

デバイスグレードの水素化アモルファスシリコン薄膜の、0.1, 1.0, 10MeV陽子線照射による光伝導度及び暗伝導度の変化を調べたところ、いずれの陽子線においても、照射とともに光伝導度は一旦上昇し、その後減少へと転じた。この結果は、光伝導度の変化がはじき出し損傷の蓄積によって起こるものではないことを示唆している。また、10MeV陽子線照射に伴う光伝導度の温度依存性の変化について調べたところ、光伝導度の上昇は、熱的に安定な成分と不安定な成分の2つからなることが判明した。このうち、熱的に不安定な成分は300Kから340Kの間で消失するが、340K以上では照射欠陥の熱回復効果が現れることも明らかとなった。

Photoconductivity (PC) variations of device-grade a-Si:H thin films due to proton irradiation are investigated in this paper. We performed in-situ measurements of the PC variations induced by 0.10, 1.0 and 10 MeV proton irradiations. The irradiation initially caused an increase in PC in all sample. However, continued irradiation resulted in a dramatic decrease as the irradiation fluence increased. The results obtained in this study suggest that the PC increment is caused not by accumulation of displacement damage. The results of the temperature dependence of PC for a-Si:H before and after 10 MeV proton irradiation showed that such a proton-induced PC increment consisted of two components: one thermally stable and one metastable. The thermally metastable component disappeared in the temperature region of 300 to 340 K. On the contrary, radiation-induced defects were annealed above 340 K.