Münster 1999 – wissenschaftliches Programm

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HL: Halbleiterphysik

HL 5: Grenz- und Oberfl
ächen I

HL 5.12: Vortrag

Montag, 22. März 1999, 13:15–13:30, H4

Tunnelprozeßbestimmte Rekombinationsgeschwindigkeiten an ohmschen MIS-Kontakten auf Silizium — •Peter Kanschat¹, Klaus Kliefoth¹, Walter Füssel¹ und Gottfried H. Bauer² — ¹Hahn-Meitner-Institut Berlin, Rudower Chaussee 5, 12489 Berlin — ²Fachbereich Physik, Carl von Ossietzky Universität Oldenburg, 26111 Oldenburg

Die Rekombinationsgeschwindigkeit (S) photogenerierter Minoritätsladungsträger an Kontakten kann für Solarzellen eine wirkungsgradlimitierende Größe darstellen. Zur Reduktion von S werden heute hochdotierte Kontaktschichten durch Diffusion präpariert. Alternativ ist denkbar, daß unter Ausnutzung der Austrittsarbeitsdifferenz zwischen Halbleiter und Metall ein für Minoritäten repulsives Feld eingeprägt wird. Eine dünne, durchtunnelbare SiO₂-Schicht kann dabei Grenzflächenzustände passivieren, die sonst eine Festlegung des Ferminiveaus am Kontakt bewirken würden. Wir haben Au- und Al-Kontakte auf p- und n-leitenden Siliziumsubstraten mit naßchemisch, elektrochemisch und thermisch erzeugten Tunneloxidschichten präpariert. Mit Hilfe einer Methode zur frequenzdispersiven Sammlung photogenerierter Minoritäten konnte S am Kontakt direkt bestimmt werden. Die Ergebnisse zeigen, daß S bei defektarm präparierten dünnen Zwischenschichten (<3 nm) nicht durch Rekombination über Grenzflächenzustände, sondern durch einen Tunnelprozeß in das Metall bestimmt wird. Die Asymmetrie der Tunnelwahrscheinlichkeiten von Elektronen und Löchern führt dabei bei gleicher Tunneldicke zu höherem S auf p-Substraten als auf n-Substraten.