Фотоэлектрические свойства композитных слоев Si с наночастицами Ag, полученных ионной имплантацией и лазерным отжигом

Исследованы структурные и фотоэлектрические свойства композитных слоев Ag : Si, сформированных в приповерхностной области монокристаллической подложки $c$-Si высокодозной имплантацией ионов Ag$^{+}$ с последующим импульсным лазерным отжигом (ИЛО). Установлено, что в результате ионной имплантации максимальная концентрация примеси Ag ($N_{\mathrm{Ag}}\sim$ 4 $\cdot$ 10$^{22}$ at/cm$^{3}$) сосредоточена вблизи поверхности и падает до уровня $\sim$10$^{19}$ at/cm$^{3}$ на глубине $\sim$60 nm. При этом в сформированном тонком слое аморфизованного Si ($a$-Si) содержались наночастицы Ag и включения оксида серебра (Ag$_{2}$O). В условиях ИЛО достигается плавление приповерхностной области и диффузионное перераспределение имплантированной примеси, что приводит к повышенной концентрации Ag вблизи поверхности и на глубине 60 nm. Темновые вольт-амперные характеристики перехода между слоем Ag : Si и подложкой $p$-Si показали формирование диодной структуры в результате ИЛО. Измерения фотопроводимости на сформированных образцах демонстрируют наличие фотоотклика (фото-ЭДС) в области длин волн 500–1200 nm, интенсивность которого повышалась для образцов, подвергнутых ИЛО при увеличении плотности энергии в импульсе. Полученные результаты демонстрируют потенциальную возможность применения композитных слоев Ag : Si и метода их формирования в технологии фотоприемных устройств.