Hopping Conduction and Defect States in Reactively Sputtered Silicon Nitride Thin Films

Abstract

Silicon nitride films are deposited by reactive rf sputtering from a silicon target. Measurements of the electrical conductivity of films are performed between LNT and 400 K. Charge transport characteristics are discussed in terms of thermally activated bandtail and hopping conduction mechanisms with regard to existing models. Defect densities in the midgap of amorphous, hydrogen-free nitride films are determined to be of the order of 1020 cm−3. Siliziumnitrid-Schichten werden durch reaktives HF-Aufstauben hergestellt. Die elektrische Leitfahigkeit der Schichten wird zwischen LNT und 400 K gemessen. Die Ergebnisse werden anhand existierender Modellvorstellungen als thermisch aktivierte Bandtail- bzw. Hopping-Mechanismen gedeutet. Defektdichten in intrinsischem Siliziumnitrid in der Grosenordnung von 1020 cm−3 konnten bestimmt werden.