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Fowler-Nordheim Tunneling, Photovoltaic Applications and New Band Structure Models of Electroconductive a-CN_x:H Films Formed by Supermagnetron Plasma CVD

引用

Journal of Modern Physics 2016年第15期7卷 2008-2027页

作者： Haruhisa Kinoshita Department of Electrical and Electronic Engineering Graduate School of Engineering Shizuoka University Hamamatsu Japan

Hydrogenated amorphous carbon nitride (a-CNx:H) films were formed on Al films deposited on Si or glass (SiO2) substrates, using pulsed radio frequency (PRF) supermagnetron plasma (SMP) chemical vapor deposition (CVD) with N2/i-C4H10 mixed gases. a-CNx:H films were grown under the upper and lower electrode RF powers (13.56 MHz) of continuous and pulsed conditions, respectively, which showed low band gap of about 0.7 eV. a-CNx:H films deposited on the Al/Si or Al/SiO2 substrates showed same low threshold emission electric field (ETH) of 12 V/μm. Multiple layer of Al or ITO (anode)/50nm-SiO2/a-CNx:H/Al (cathode)/Si structures showed Fowler-Nordheim (FN) electron tunneling effect in both forward and reverse current directions. 12.5 nm a-CNx:H film on p-Si substrate showed a photoelectric conversion. Energy band structure and electron conduction models were proposed for the active states of both the field emission and FN tunneling devices and photovoltaic cells.

关键词： Supermagnetron Plasma Chemical Vapor Deposition amorphous carbon nitride Energy Band Electron Conduction Field Emission FN Tunneling Photovoltaic Cell

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