J. Phys. France 39, 1241-1246 (1978)
DOI: 10.1051/jphys:0197800390110124100

Influence of interface charges on transport measurements in amorphous silicon films

I. Solomon¹, T. Dietl¹ et D. Kaplan<sup>2

1</sup>  Laboratoire de Physique de la Matière Condensée, Ecole Polytechnique, 91128 Palaiseau Cedex, France
²  L.C.R., Thomson-CSF, 91401 Orsay, France

Abstract
It is shown that the large variations found in transport measurements in thin films of low density-of-states amorphous silicon can be explained by the effect of a variable charge density at the film-substrate interface. The amount and even the sign of these charges have been varied by application of an electric field across the substrate. These surface charges effects can be used to measure unambiguously the density of states in the gap. It is found to be between 1016 and 1017 cm-3 eV-1, significantly smaller than values deduced from field-effect measurements.

Résumé
On montre que les grandes variations dans les mesures de transport effectuées sur des films minces de silicium amorphe à faible densité d'états peuvent être expliquées par l'effet d'une densité de charges variable à l'interface silicium-substrat. La quantité et le signe de ces charges ont pu être changés par application d'un champ électrique perpendiculaire au substrat. L'effet de ces charges de surface peut être utilisé pour mesurer sans ambiguïté la densité d'états dans la bande interdite. On trouve ainsi des valeurs comprises entre 10 16 et 1017 cm-3 eV-1, significativement plus faibles que celles déduites des mesures d'effet de champ.

PACS
7123C - Amorphous semiconductors, metallic glasses, glasses.
7280C - Elemental semiconductors.
7361C - Elemental semiconductors.

Key words
electrical conductivity of amorphous semiconductors and insulators -- elemental semiconductors -- interface electron states -- semiconductor thin films -- silicon -- substrates