«Y c lS ‡ ˜ m; c  \ ¥ Q : g+ s ÇX N Ëù m Ç ÷ m ÇP É b Ø U c lT c l8 ý ö n ÚV R Ë Ž ì ŏ Œ

” Ö

«Y c lS ‡ ˜ m; c   \ ¥ Q : g+ s ÇX N Ëù m Ç ÷ m ÇP É b Ø U c lT c l8 ý ö n ÚV R Ë Ž ì ŏ Œ

T

¦ g ` @ · * × < ø ¶ BZ 9 

∗ y

© œ" é ¶ @ /† < Ɠ § Ó ü t o † < Æõ , ð  r…  ; 200-701 (2005¸   10 Z 4 12{ 9  ~ à Î6 £ §)

‘ :

r ƒ  ½ ¨\ " f  H  | ¾ Ó_   Ø ÔŒ 4 H (Ar) Ü ¼– Ð  B$ 3  ) a  { 9 E $ ™ (SiH

4

) Û ¼\  ¦  6   x # Œ e  ¦  Ý ¼   o† < Æ l 



© œ 7 £ x ‚ Ã Ì (PECVD)\  _ K  p [ j  & ñ | 9  z  ´o – B H ~ à Ì} Œ •`  ¦ ] j› ¸ % i Ü ¼ 9, 7 £ x ‚ à Ìr ç ß –\    É r ~ à Ì} Œ •_  Ó ü t$ í `  ¦ F 

g À Òp W 1’  H Û ¼, € Œ ™„  l „  • ¸• ¸, Raman x 9  È Òõ „   ‰ & ³p  â (TEM)`  ¦ s 6   x # Œ ƒ  ½ ¨ % i  . 7 £ x ‚ à Ìr ç ß – s

 7 £ x  ½ + Éà º2 Ÿ ¤   & ñ | 9   © œ\  _ ô  Ç Ó ü t o & h  : £ ¤$ í s  Ä º[ j > 
 
  H  1 l x[ þ t s  › ' a8 £ ¤ ÷ &% 3  .  Ö ¸$ í  o \ 



-t _  y Œ ™™ è, 0.9 eV   H % ƒ_  F  g À Òp W 1’  H Û ¼_  7 £ x  x 9  520 cm

⁻¹

  H % ƒ_  Raman [ jl _  7 £ x . ¢ ¸ô  Ç é ß –

€

  TEM 8 £ ¤& ñ   õ    & ñ | 9   © œ“ É r % i  " é ¶Þ  ¦ + þ AI – Ð $ í  © œ   H  1 l x`  ¦
 ? /% 3  . 7 £ x ‚ à Ìr ç ß –_  7 £ x \   

 É

r ~ à Ì} Œ •_  Ó ü t o & h  : £ ¤$ í    o  H   & ñ | 9   © œs  % i  " é ¶Þ  ¦ + þ AI – Ð $ í  © œ† < Ê\     ~ à Ì} Œ •? /_    & ñ | 9  © œ_  ^ ‰

&

h  q Ö  ¦ s  Z  }  t l  M :ë  H Ü ¼– Ð s K   ) a  .

PACS numbers: 73

Keywords: p [ j  & ñ | 9  z  ´o – B H, à º™ è,   & ñ { 9  

I. " e  ] Ø

p

[ j  & ñ | 9  z  ´o – B H (µc-Si) ~ à Ì} Œ •“ É r q & ñ | 9  z  ´o – B H (a- Si : H) õ  ° ú  “ É r ~ ½ ÓZ O Ü ¼– Ð ] j› ¸÷ & 9 [1, 2], Z  }“ É r „   s 1 l x

•

¸, Z  }“ É r F  g î ß –& ñ $ í x 9  Z  }“ É r  © œ  © œ f  ¨ à º$ í `  ¦ t “ ¦ e ” 



 [3-6].   " f ‰ & ³F  I € ª œ„  t 
 ~ à Ì} Œ • à Ô ½ ™t Û ¼' ü < ° ú  

“ É

r @ / €  & h  „   ™ è  ] j› ¸\  e ” # Q q & ñ | 9  z  ´o – B H ~ à Ì} Œ •_ 

@

/^ ‰ ì ø ͕ ¸^ ‰ F « і Ð" f p [ j  & ñ | 9  z  ´o – B H \  › ' a ô  Ç ƒ  ½ ¨

  Ö ¸ µ 1 Ïy  ”  ' Ÿ ÷ &“ ¦ e ”  . Õ ª Q
  f ”  ~ à Ì} Œ •_  + þ A$ í B j

&

m 7 £ § s  ¢ - a„  y  ½ ©" î ÷ &t  · ú §“ ¦ e ”  .

p

[ j  & ñ | 9  z  ´o – B H ~ à Ì} Œ •“ É r q & ñ | 9  z  ´o – B H  „ ½ Ó\    & ñ { 9

  ” > r F    H q ç  H| 9 $ í Ó ü t| 9 s  9, Û  æ  Òô  Ç Ã º™ è ¨ 8 Š â 5

Å

q \ " f  { 9 E $ ™ Û ¼\  ¦  6   x # Œ PECVD ~ ½ ÓZ O Ü ¼– Ð ] j› ¸

 )

a  .   " f p [ j  & ñ | 9  z  ´o – B H _  + þ A$ í B j& m 7 £ § • ¸ à º

™

è o › ' aº   # Œ ] jr ÷ &“ ¦ e ”  . Tsai 1 p x [7]“ É r ~ à Ì} Œ • 7 £ x ‚ à Ìõ  Ã

º™ è e  ¦  Ý ¼ \  _ ô  Ç ~ à Ì} Œ • 7 £ x ‚ Ã Ì ³ ð€  _   Òd ”  (etching)



s _  ç  H+ þ A\  _ ô  Ç   & ñ { 9  _  Ò q t$ í x 9  $ í  © œ`  ¦ ] jr  

%

i “ ¦, Shibata 1 p x [8] õ  Nakamura 1 p x [9]“ É r ~ à Ì} Œ •_  ! QF K ³ ð

€

  5 Å q Ü ¼– Ð [ þ t # Qç ß – à º™ è" é ¶  \  _ K  q & ñ | 9   © œs  ½ ¨› ¸s 

¢ -

a`  ¦ # Œ   & ñ  © œÜ ¼– Ð   s ÷ &# Q p [ j  & ñ | 9  z  ´o – B H ~ Ã Ì }

Œ

•s  + þ A$ í  ) a  “ ¦ ] jr ô  Ç  e ”  . ¢ ¸ô  Ç Matsuda [10]“ É r ~ Ã Ì }

Œ

• $ í  © œ ³ ð€     H % ƒ\  ” > r F    H  | ¾ Ó_  à º™ è\  _ K  ~ à Ì} Œ • Ò q

t$ í  n º ú ˜_  ³ ð€   S X ‰ í ß –$ í s  7 £ x  # Œ p [ j  & ñ | 9  z  ´ o

– B H ~ à Ì} Œ •s  + þ A$ í  ) a  “ ¦ ] jr ô  Ç   e ”  .

∗

E-mail: [email protected]

ô

 Ǽ #  Asano [11]ü < Saito 1 p x [12]“ É r à º™ è_  % i ½ + É\  › ' a K

   É r ] jî ß –`  ¦ “ ¦ e ”  . Õ ª[ þ t“ É r à º™ è e  ¦  Ý ¼  q 

&

ñ | 9  z  ´o – B H ~ à Ì} Œ •`  ¦  Òd ”  # Œ µc-Si : H ~ à Ì} Œ •`  ¦ + þ A$ í 



 H ì  r  
  n º ú ˜`  ¦ µ 1 ÏÒ q tr v “ ¦ s [ þ t`  ¦ s 1 l x r ( ” Ü ¼– Ð" f µc-Si : H ~ à Ì} Œ •s  + þ A$ í ÷ &• ¸2 Ÿ ¤ ô  Ç “ ¦ ] jr  “ ¦ e ”  . s 



 H 0 A\  l Õ ü t ô  Ç µc-Si : H ~ à Ì} Œ • + þ A$ í \  e ” # Q" f à º™ è_  f ”  ] X

& h  % i ½ + ɏ : r õ  C u ÷ &  H  כ Ü ¼– Ð, à º™ è ü @\    É r  B$ 3   Û

¼\  ¦  6   x # Œ µc-Si : H ~ à Ì} Œ •s  ] j› ¸ | ¨ c à º e ” 6 £ §`  ¦ _ p  ô

 Ç . s ü < › ' aº   # Œ à º™ è@ /’    Ø ÔŒ 4 H (Ar) Ü ¼– Ð  B$ 3  ) a



{ 9 E $ ™ Û ¼\  ¦  6   x # Œ µc-Si : H ~ à Ì} Œ •_  ] j› ¸ x 9  : £ ¤$ í

\

 › ' a ô  Ç ƒ  ½ ¨  õ [ þ t s  ˜ Г ¦÷ &“ ¦ e ”   [13-15]. Õ ª Q
   f ”

  Ø ÔŒ 4 H  B$ 3 Ü ¼– Ð ] j› ¸  ) a µc-Si : H ~ à Ì} Œ •_  ~ à Ì} Œ • + þ A$ í B

j& m 7 £ § õ  Ó ü t o & h  : £ ¤$ í \  › ' a ô  Ç ƒ  ½ ¨  Ò7 á ¤ ô  Ç z  ´& ñ Ü ¼

–

Ð s \  › ' a ô  Ç ƒ  ½ ¨ € 9 כ ¹ô  Ç z  ´& ñ s  .

‘

: r ƒ  ½ ¨\ " f  H  Ø ÔŒ 4 H Ü ¼– Ð  B$ 3  ) a  { 9 E $ ™ Û ¼\  ¦   6

 

x # Œ µc-Si : H ~ à Ì} Œ •`  ¦ ] j› ¸ % i Ü ¼ 9, 7 £ x ‚ à Ìr ç ß –\   

 É

r ~ à Ì} Œ •_  Ó ü t o & h  : £ ¤$ í `  ¦ ƒ  ½ ¨ % i  . 7 £ x ‚ à Ìr ç ß –s  7 £ x 

†

< Ê\     µc-Si : H ~ à Ì} Œ •_  : £ ¤$ í s  & h & h   8 Ä º[ j > 
 


  H  1 l x`  ¦ › ' a8 £ ¤ % i  .

II. ÷ m Ç] M öU ê s0 n É

‘

: r ƒ  ½ ¨\   6   x ) a p [ j  & ñ | 9  z  ´o – B H ~ à Ì} Œ •“ É r  Ø ÔŒ 4 H (Ar) õ   { 9 E $ ™ (SiH

₄

) _  ™ D ¥ ½ + ËÛ ¼\  ¦  6   x # Œ e  ¦  Ý ¼ 



o† < Æl  © œ7 £ x ‚ Ã Ì (PECVD)\  _ K  ] j Œ • % i  . 13.56 MHz,

-45-

20W [ jl _   n š ¸ ”  1 l x à º (RF) “ §À Ó\  ¦  6   x % i Ü ¼ 9,

—

¸Ž  H 7 £ x ‚ à ̛ ¸| “ É r 1 l x{ 9  >  Ä »t  “ ¦ 7 £ x ‚ à Ìr ç ß – ë ß –`  ¦ ² ú ˜ o

 # Œ r « Ñ\  ¦ ] j› ¸ % i  . | 9 | ¾ Óâ ì2 £ § › ¸] X l  (MFC)\  ¦



6   x # Œ  Ø ÔŒ 4 H õ   { 9 E $ ™ Û ¼\  ¦ y Œ •y Œ • 100 sccmõ  4 sccm Ü ¼– Ð â ì2 £ §Ö  ¦`  ¦ “ ¦& ñ # Œ ¿ º Û ¼\  ¦ ™ D ¥ ½ + Ë % i Ü ¼ 9, r

« Ñ ] j› ¸ ×  æ _  ì ø Í6 £ x l  ? /_  · ú š§ 4 “ É r 1 Torr – Ð Ä »t  % i 



. ~ à Ì} Œ • 7 £ x ‚ à Ì6   x l ó ø ÍÜ ¼– Ð Corning 7059 Ä »o \  ¦  6   x 

%

i Ü ¼ 9, r « Ñ] j› ¸ r  l ó ø Í_  “ : r • ¸  H 220

^◦

C – Ð Ä »t  % i 



. ~ à Ì} Œ •_  ¿ ºa   H é ß –€   È Òõ „    ”  `  ¦  6   x # Œ 8 £ ¤& ñ

% i Ü ¼ 9 þ j7 á x ¿ ºa – РÒ'  % 3 “ É r ~ à Ì} Œ •_  7 £ x ‚ à ÌÖ  ¦“ É r 7 £ x ‚ Ã Ì r

ç ß –\  › ' a > \ O s  €  • 3 ˚ A/sec – Ð { 9 & ñ % i  .

F 

g À Òp W 1’  H Û ¼(PL)  H ó ¡ šµ ¢ § Û ¼\  ¦ s 6   x ô  Ç F G $ “ : r  © œu 

\

 ¦  6   x # Œ 15K\ " f 488 nm_  Ar

⁺

Y Us $ \  ¦ s 6   x K  PL`  ¦ Ä »• ¸ % i Ü ¼ 9, Ó  o^ ‰| 9 ™ è– Ð Í ‰ ty Œ •  ) a Ge  Ž Ø  ¦ l \  ¦   6

 

x # Œ Lock-in ~ ½ ÓZ O Ü ¼– Ð 8 £ ¤& ñ % i  .  ë ß – Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 “ É r z 

´“ : r \ " f 514.5 nm_  Ar

⁺

Y Us $  y n C`  ¦  6   x # Œ 8 £ ¤& ñ

% i Ü ¼ 9 F  g  Ž Ø  ¦ l – Ѝ  H Ó  o^ ‰| 9 ™ è– Ð Í ‰ ty Œ •  ) a CCD  Ž Ø  ¦ l

\  ¦  6   x % i  . € Œ ™„  l „  • ¸• ¸  H · ú ˜À Òp ³ o u`  ¦ 7 £ x ‚ à Ìr & 

Fig. 1. Dark conductivities plotted as a function of in- verse temperature (Fig. 1a), and dark conductivities measured at 300 K and activation energies (Fig. 1b) for microcrystalline silicon films prepared at different depo- sition time.

¿

º „  F G`  ¦ ë ß –Ž  H  6 £ § í  HF K‚  `  ¦ “ É r] X ‚ à Ì] j– Р ҂ à Ìr †   Ê ê,

”

 / B N  © œI \ " f “ : r • ¸\  ¦ 200

^◦

C  t  `  ¦  9Šғ ¦ 2r ç ß –& ñ • ¸

\ P

% ƒo \  ¦ ô  Ç Ê ê, 1

^◦

C/1min _  q Ö  ¦ – Ð “ : r • ¸\  ¦ y Œ ™™ èr v 

€

 " f „  l „  • ¸• ¸\  ¦ 8 £ ¤& ñ % i  . ~ à Ì} Œ •_  p [ j½ ¨› ¸ü < ¿ º a

  H 220 keV – Ð  Œ •1 l x ÷ &  H Jeol  _  — ¸4 S q JEM2010 È Òõ 

„

  ‰ & ³p  â (TEM)`  ¦  6   x # Œ ì  r$ 3  % i  .

III. ÷ m Ç] M ö+ s ÇÊ Ý õ m Í ‚ º8 ý

Fig. 1(a)  H 7 £ x ‚ à Ìr ç ß –`  ¦ ² ú ˜o  # Œ ] j› ¸  ) a r « Ñ[ þ t _ 

“

: r • ¸\    É r € Œ ™„  l „  • ¸• ¸(σ

d

) _  Arrhenius Õ ªA á Ôs  9, Fig. 1(b)  H 300 K \ " f 8 £ ¤& ñ ô  Ç € Œ ™„  l „  • ¸• ¸ü <  Ö ¸$ í  o

\

 -t  (E

a

)\  ¦
  · p  כ s  . 7 £ x ‚ à Ìr ç ß –s  7 £ x † < Ê\   



 € Œ ™„  l „  • ¸• ¸  H  Ø Ô>  7 £ x    & h   7 £ x Ö  ¦ s  é  H



o÷ &  H  ⠆ ¾ Ó`  ¦
 ? /“ ¦ e ”  . ì ø ̀   7 £ x ‚ Ã Ì r ç ß –s  7 £ x † < Ê

\

     Ö ¸$ í  o \  -t   H  Ø Ô>  y Œ ™™ è   & h   y Œ ™™ èÖ  ¦ s

 é  H  o÷ &  H  ⠆ ¾ Ó`  ¦ ˜ Ð# ŒÅ ғ ¦ e ”  . Fig. 1(b)\ " f ˜ Ð1 p w s

 300 K\ " f € Œ ™„  l „  • ¸• ¸ ° ú כ“ É r @ /| Ä Ì 10

⁻³

S/cm  t  7

£

x   9  Ö ¸$ í  o \  -t   H 0.17 eV  t  y Œ ™™ è† < Ê`  ¦ · ú ˜ à º e ”

 . s ü < ° ú  “ É r 300 K _  € Œ ™„  l „  • ¸• ¸ ° ú כõ   Ö ¸$ í  o \ 



-t   H q & ñ | 9  z  ´o – B H _  ° ú כ (σ

^d

∼ 10

⁻⁹

S/cm, E

a

∼ 0.8 eV) õ  B Ä º   É r  כ s  9 p [ j  & ñ | 9  z  ´o – B H _  : £ ¤$ í õ  B  Ä

º Ä »   . : £ ¤ y    & ñ { 9  _  ^ ‰& h q Ö  ¦ s  70 % s  © œ“  

˜

Ð: Ÿ x _  PECVD ~ ½ ÓZ O `  ¦  6   x # Œ à º™ è B$ 3 Ü ¼– Ð ] j› ¸  ) a p

[ j  & ñ | 9  z  ´o – B H ~ à Ì} Œ •\ " f › ' a8 £ ¤ ÷ &  H   õ ü < Ä »    [16, 17]. s  Qô  Ç   õ   H ° ú  “ É r 7 £ x ‚ à ̛ ¸| `  ¦  6   x # Œ ~ à Ì} Œ •

`

 ¦ ] j› ¸  8 • ¸ 7 £ x ‚ à Ìr ç ß –s  7 £ x † < Ê\     ~ à Ì} Œ • ? /_ 

Fig. 2. Photoluminescence spectra measured at 15 K for

microcrystalline silicon films prepared at different depo-

sition time.

 

& ñ | 9   © œ_  ^ ‰& h q Ö  ¦ s  7 £ x † < Ê`  ¦ _ p ô  Ç . Fig. 2  H 7 £ x

‚ Ã

Ìr ç ß –`  ¦ ² ú ˜o  # Œ ] j› ¸  ) a r « Ñ[ þ t _  PL Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 `  ¦
 

 · p  כ Ü ¼– Ð PL 8 £ ¤& ñ “ : r • ¸  H 15 K s  . 7 £ x ‚ à Ìr ç ß –s  7 £ x 

½

+ Éà º2 Ÿ ¤ 1.3 eV   H % ƒ_  PL [ jl   H y Œ ™™ è  9 0.9 eV   H % ƒ_  PL [ jl   H 7 £ x    H  1 l x`  ¦ ^  ¦ à º e ”  . { 9 ì ø Í& h Ü ¼– Ð a-Si : H“ É r 1.3 eV   H % ƒ\  PL peak`  ¦
 ? / 9 [18] µc-Si : H

“

É r 0.9 eV   H % ƒ\  PL peak\  ¦
  · p  [19, 20].   " f Fig. 2 _    õ   H Fig. 1 _  „  l & h  : £ ¤$ í õ   ð ø Ít – Ð 7 £ x

‚ Ã

Ìr ç ß –s  7 £ x † < Ê\     ~ à Ì} Œ • ? /_    & ñ | 9   © œ_  ^ ‰& h q  Ö

 ¦ s  7 £ x ô  Ç   H  כ `  ¦ _ p ô  Ç . Fig. 1õ  2_    õ [ þ t“ É r 7

£

x ‚ à Ìr ç ß –s  7 £ x † < Ê\       & ñ | 9   © œ_  ^ ‰& h q Ö  ¦ s  7 £ x 

½

+ É M : l @ /÷ &  H Ó ü t o & h  : £ ¤$ í õ  { 9 u ô  Ç .   " f z  ´] j ~ Ã Ì }

Œ

• ? /_    & ñ | 9   © œ_  ^ ‰& h q Ö  ¦ \     o e ”   H t   ë ß – Û ¼

&

7 ˜à Ô! 3 `  ¦ 8 £ ¤& ñ # Œ S X ‰ “   % i  . Fig. 3(a)  H 7 £ x ‚ à Ìr ç ß –`  ¦

² ú

˜o  # Œ ] j› ¸  ) a ~ à Ì} Œ •[ þ t _   ë ß – Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 `  ¦ 520 cm

⁻¹

_ 



ë ß – [ jl – Ð d  ¦ ´ ú » ¡ § # Œ
  · p  כ s  9, Fig. 3(b)  H  

Fig. 3. Raman spectra normalized to the intensity of 520 cm-1 (Fig. 3a) and volume fractions of amorphous, crystalline, and grain boundaries (Fig. 3b) for micro- crystalline silicon films prepared at different deposition time.

ë

ß – Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 `  ¦ 480 cm

⁻¹

, 505 cm

⁻¹

, 520 cm

⁻¹

\  ×  æd ” `  ¦

° ú

  H 3 > h_  Gaussian † < Êà º– Ð ì  r K  # Œ y Œ •y Œ •_  €  & h `  ¦   6

 

x # Œ > í ß –ô  Ç y Œ •y Œ •_   © œs  „  ^ ‰ ^ ‰& h \ " f t    H ^ ‰

&

h q Ö  ¦`  ¦
  · p  כ s  . # Œl " f 480 cm

⁻¹

“ É r q & ñ | 9   © œ

\

 _ ô  Ç  ë ß – peak, 505 cm

⁻¹

“ É r ± ú  · ú ˜Ñ ü t Y U (grain bound- ary) \  _ ô  Ç  ë ß – peak, 520 cm

⁻¹

“ É r   & ñ | 9  © œ\  _ ô  Ç   ë

ß – peak_  0 Au s   [21]. 7 £ x ‚ à Ìr ç ß –s   © œ  ú ª“ É r r « Ñ_ 

 â

Ä º 480 cm

⁻¹

  H % ƒ_   ë ß –[ jl   © œ@ /& h Ü ¼– Ð ß ¼> 
 

z Œ ™`  ¦ ˜ Ð# ŒÅ ғ ¦ e ”  . 7 £ x ‚ à Ìr ç ß –s  7 £ x † < Ê\     480 cm

⁻¹

  H % ƒ_   ë ß – [ jl   H y Œ ™™ è €  " f 520 cm

⁻¹

  H % ƒ_ 



ë ß –[ jl  y © œ > 
 z Œ ™`  ¦ S X ‰ “  ½ + É Ã º e ”  . 7 £ x ‚ à Ìr ç ß – s

 120ì  r“   r « Ñ\ " f  H q & ñ | 9   © œ\  _ ô  Ç Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 “ É r   _


 
t  · ú §“ ¦   & ñ | 9   © œ\  _ ô  Ç Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 ë ß –s  y © œ 

>


 z Œ ™`  ¦ · ú ˜ à º e ”  . s  Qô  Ç  1 l x“ É r Fig. 3(b) \ " f  8

¹

¡

¤ ì  r" î >  ^  ¦ à º e ”  . 7 £ x ‚ à Ìr ç ß –s  7ì  r“   r « Ñ_   â Ä º

 

& ñ | 9   © œ_  ^ ‰& h q Ö  ¦“ É r 10 % & ñ • ¸\  ¦ ˜ Ð% i t ë ß –, 7 £ x ‚ à Ìr  ç

ß –s  120ì  r“   r « Ñ\ " f  H 50 % – Ð 7 £ x  % i  . q & ñ | 9   © œ _

 ^ ‰& h q Ö  ¦“ É r 7 £ x ‚ à Ìr ç ß –s  7 £ x † < Ê\     90 %\ " f 30

% – Ð y Œ ™™ è† < Ê`  ¦ ˜ Ð# ŒÅ ғ ¦ e ”  . ô  Ǽ #  ± ú  · ú ˜Ñ ü t Y U_  ^ ‰& h q  Ö

 ¦“ É r œ íl \  ¦ ] jü @ Œ 4 H  _  7 £ x ‚ à Ìr ç ß –õ  Á º › ' a † < Ê`  ¦ ˜ Ð# Œ Å

ғ ¦ e ”  .

~ Ã

Ì} Œ •_  7 £ x ‚ Ã Ì › ¸|  x 9  $ í  © œ5 Å q • ¸(€  • 3 ˚ A/s)  { 9 & ñ † < Ê\ 

•

¸ Ô  ¦ ½ ¨ “ ¦ 0 A_  z  ´+ « >   õ [ þ t“ É r — ¸¿ º 7 £ x ‚ à Ìr ç ß –s  7 £ x 

†

< Ê\       & ñ | 9   © œs  7 £ x    H  1 l x`  ¦ ˜ Ð# ŒÅ ғ ¦ e ”  .

s

 Qô  Ç   õ   H z  ´] j– Ð   & ñ | 9   © œ_  $ í  © œ + þ AI ü < B Ä º x 9  ] X

ô  Ç ƒ  › ' a$ í s  e ” 6 £ §`  ¦ _ p ô  Ç . Fig. 4  H 7 £ x ‚ à Ìr ç ß –s  15ì  r“   r « Ñ_  é ß –€   TEM  ”  s  .

Fig. 4. Cross-sectional transmission electron microscopic

image taken on the microcrystalline silicon film grown for

15 min.. Note that crystalline grains reveal an inverse

cone shape.

Figure \ " f ^  ¦ à º e ” 1 p w s    & ñ | 9   © œ_  $ í  © œ“ É r % i  " é ¶Þ  ¦ + þ

AI _  ½ ¨› ¸\  ¦ ° ú “ ¦ e ” 6 £ §`  ¦ · ú ˜ à º e ”  .   & ñ | 9   © œs  % i 

"

é

¶Þ  ¦ + þ AI – Ð $ í  © œ† < Ê\     7 £ x ‚ à Ìr ç ß –s   ú ª“ É r r « Ñ_   â Ä

º  © œ@ /& h Ü ¼– Ð   & ñ | 9   © œ_  ^ ‰& h q Ö  ¦ s  ± ú Ü ¼ 9   " f q

& ñ | 9   © œ_  Ó ü t o & h  : £ ¤$ í s  Ä º[ j > 
 
>   ) a  . ì ø Í

€

  7 £ x ‚ à Ìr ç ß –s  7 £ x ½ + Éà º2 Ÿ ¤   & ñ | 9   © œ_   © œ@ /& h  ^ ‰& h q  Ö

 ¦ s  7 £ x  “ ¦ s \       & ñ | 9   © œ\  _ ô  Ç Ó ü t o & h  : £ ¤$ í s

 Ä º[ j > 
 
>   ) a  .

IV. + s Ç Â ] Ø

‘

: r ƒ  ½ ¨\ " f  H  { 9 E $ ™ (SiH

4

) ü <  Ø ÔŒ 4 H (Ar) ™ D ¥ ½ + Ë

Û

¼\  ¦  6   x # Œ e  ¦  Ý ¼   o† < Æ l  © œ 7 £ x ‚ Ã Ì (PECVD)\  _  K

 p [ j  & ñ | 9  z  ´o – B H ~ à Ì} Œ •`  ¦ ] j› ¸ % i Ü ¼ 9, 7 £ x ‚ à Ìr ç ß –

\

   É r ~ à Ì} Œ •_  Ó ü t o & h  : £ ¤$ í `  ¦ „  l „  • ¸• ¸, PL,  ë ß – Û ¼

&

7 ˜à Ô! 3  8 £ ¤& ñ `  ¦ : Ÿ x K  ƒ  ½ ¨ % i  . 7 £ x ‚ à Ìr ç ß –s  7 £ x † < Ê\ 



    & ñ | 9   © œ\  _ ô  Ç Ó ü t o & h  : £ ¤$ í s  Ä º[ jK t   H  1 l x

`

 ¦
 ? /% 3  . s  Qô  Ç   õ   H p [ j  & ñ | 9  ~ à Ì} Œ •_    & ñ

| 9

  © œs  % i  " é ¶Þ  ¦+ þ AI – Ð $ í  © œ† < ÊÜ ¼– Ð" f 7 £ x ‚ Ã Ì r ç ß –s  7 £ x 

†

< Ê\       & ñ | 9  © œ_   © œ@ /& h  ^ ‰& h q Ö  ¦ s  7 £ x  l  M : ë

 H“    כ Ü ¼– Ð s K   ) a  .

P

c p 8 ý ò k >

‘

: r ƒ  ½ ¨  H 2004¸  • ¸ y © œ" é ¶ @ /† < Ɠ § † < ÆÕ ü tƒ  ½ ¨› ¸$ í q _  t 

"

é

¶ Ü ¼– Ð Ã º' Ÿ ÷ &% 3 6 £ §.

Y

c p w Š à U Ø ”  ô

[1] S. Usui and M. Kikuchi, J. Non-Cryst. Solids 34, 1 (1979).

[2] A. Matsuda, S. Yamasaki, K. Nakagawa, H. Okushi, K. Tanaka, S. Iizima, M. Matsumura and H. Ya- mamoto, Jpn. J. Appl. Phys. 19, L103 (1980).

[3] A. Fejfar, N. Beck, H. Stuchlikova, N. Wyrsch, P. Torres, J. Meier, A. Shah and J. Kocja, J. of NonCryst. Solids 227-230, 1006 (1998).

[4] J. Meier, R. Fluckiger and A. Shah, Appl. Phys.

Lett. 65, 860 (1994).

[5] G. Yue, B. Yan, J. Yang and S. Guha, Appl. Phys.

Lett. 86, 92103 (2005).

[6] J. Meier, P. Torres, R. Platz, S. Dubail, U. Knoll, J. A. Selvan, N. P. Vaucher, C. Hof, D. Fischer, A.

Shah, K. D. Ufert, P. Giannoules and J. Koehler, Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 420, 3 (1996).

[7] C. C. Tsai, G. B. Anderson, R. Thompson and B.

Wacker, J. Non-Cryst. Solids 114, 151 (1989).

[8] N. Shibata, K. Fukuda, H. Ohtoshi, J. Hanna, S.

Oda and I. Shimizu, Mater. Res. Soc. Symp. Proc.

95, 225 (1987).

[9] N. Nakamura, K. Yoshino, S. Takeoka, and I.

Shimizu, Jpn. J. Appl. Phys., Part 1, 34, 442 (1995).

[10] A. Matsuda, J. Non-Cryst. Solids 59-60, 767 (1983).

[11] A. Asano, Appl. Phys. Lett. 56, 533 (1990).

[12] K. Saitho, K. Kondo, M. Fukawa, T. Nishimiya and M. Matsuda, Appl. Phys. Lett. 71, 3403 (1997).

[13] U. K. Das, P. Chaudhun and S. T. Kshirsagar, J.

Appl. Phys. 80, 5389 (1996).

[14] J. Y. Lee, D. H. Park and J. H. Yoon, J. Korean.

Phys. Soc. 43, 259 (2003).

[15] N. D. Gupta, P. P. Ray, P. Chaudhuri, U. K. Das, S. Vignoli and C. Jardin, Mater. Res. Soc. Symp.

Proc. 715, A20.7.1 (2002).

[16] P. Torres, J. Meier, R. Fluckiger, U. Knoll, J. A. A.

Selvan, H. Keppner, A. Shah, S. D. Littlewood, I.

E. Kelly and P. Giannoules, Appl. Phys. Lett. 69, 1373 (1996).

[17] J. H. Yoon, J. Mater. Res. 16, 1531 (2001).

[18] R. A. Street, Adv. in Phys. 30, 593 (1981).

[19] J.Y. Lee, D.H. Park and J.H.Yoon, J. Korean. Phys.

Soc. 43, 259 (2003).

[20] G. Yue, D. J. Lorentzen, L. Lin and D. Han, Appl.

Phys. Lett. 75, 492 (1999).

[21] S. Veprek, F. A. Sarott and Z. Iqbal, Phys. Rev. B

36, 3344 (1987).

Effects of the Deposition Time on the Physical Properties of Microcrystalline Silicon Films.

Gyu-Hyun Lee and Jong-Hwan Yoon

^∗

Department of Physics, College of Natural Sciences,

Kangwon National University, Chunchon 200-701 (Received 12 October 2005)

In this work, we investigated the effects of the deposition time on the physical properties in mi- crocrystalline silicon (¼c - Si) films prepared from highly argon-diluted silane gas by using plasma- enhanced chemical vapor deposition (PECVD). The physical properties were studied using dark con- ductivity, photoluminescence, Raman spectroscopy, and transmission electron microscopy (TEM) measurements. The physical characteristics caused by the crystalline phase become dominent with increasing deposition time: a decrease in the activation energy, an increase in the photoluminescence intensity near 0.9 eV, and an increase in the Raman intensity near 520 cm

⁻¹

. Cross-sectional TEM micrographs showed that a crystalline phase with an inverse cone shape had been formed, resulting in an increase in the volume fraction of the crystalline phase with the deposition time.

PACS numbers: 73

Keywords: Microcrystalline silicon, Hydrogen, Crystallite

∗

E-mail: [email protected]