Plasma de silà amb confinament electrostàtic per a la obtenció de silici amorf hidrogenat

Abstract

El silici amorf hidrogenat (a-Si:H) s’ha convertit en el material semiconductor en capa prima més estudiat en els últims anys. Aquest esforç investigador està en gran part motivat pel gran nombre d’aplicacions industrial, com ara les cèl·lules solars en capa prima i baix preu de producció, les matrius de transistors d’efecte de camp per al direccionament de pantalles planes, la nova generació de sensors d’imatge, fotoreceptors per fotocopiadores i impressores làser... El primer silici amorf amb bones propietats semiconductores s’aconseguí el 1969, en desenvolupar-se una nova tècnica per a dipositar silici amorf mitjançant una descàrrega elèctrica en gas silà (SiH(4)) Ja en aquesta fase inicial de la recerca es va intentar utilitzar altres tècniques i s’obtingueren grans diferències segons quina fos la tècnica utilitzada. De totes elles, la descàrrega elèctrica en gas silà és la que permès la producció de a-Si:H en millors propietats. S’ha observat, però, una gran influència de les condicions de descàrrega en les propietats de les capes dipositades. Això fa que sigui molt interessant l’estudi de les característiques del plasma que puguin tenir relació amb les propietats del a-Si:H dipositat, així com la recerca de nous sistemes de dipòsit per tal d’obtenir capes amb bones característiques. L’objectiu del treball és l’estudi dels paràmetres del plasma de silà i la seva correlació amb els paràmetres tecnològics de la descàrrega. S’ha començat estudiant la descàrrega en gas argó, la qual ha facilitat la posta a punt del sistema de mesura. El dispositiu experimental i les tècniques de mesura utilitzades (capítol 1) ens han permès les mesures dels paràmetres corresponents a les poblacions d’electrons en el plasma d’argó (capítol 2) i en el plasma de silà (capítol 3), així com el càlcul de les densitats d’electrons en funció de l’energia per ambdós tipus de plasma i l’ajust d’aquestes mitjançant la suma de distribucions de Maxwell (capítol 4). Finalment, les mesures realitzades amb l’analitzador d’energia iònica ens han permès estudiar el bombardeig dels electrons sobre el substrat (capítol 5).