Технологія одержання та фізичні властивості тонких плівок халькопіритних напівпровідників і прозорих оксидів металів для фотоперетворювачів - Автореферат

Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича ТЕХНОЛОГІЯ ОДЕРЖАННЯ ТА ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ТОНКИХ ПЛІВОК ХАЛЬКОПІРИТНИХ НАПІВПРОВІДНИКІВ І ПРОЗОРИХ ОКСИДІВ МЕТАЛІВ ДЛЯ ФОТОПЕРЕТВОРЮВАЧІВНауковий керівник: доктор фізико-математичних наук, професор Горлей Петро Миколайович, Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, завідувач кафедри електроніки і енергетики Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук, професор Махній Віктор Петрович, Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, професор кафедри оптоелектроніки кандидат фізико-математичних наук, доцент, Хрипунов Геннадій Семенович, НТУ “Харківський політехнічний інститут”, доцент кафедри фізичного матеріалознавства для електроніки і геліоенергетики Одеський національний університет імені І.І. Провідна організація: Захист відбудеться 27 жовтня 2005 р. о 17.00 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д76.051.01 при Чернівецькому національному університеті імені Юрія Федьковича за адресою: 58012, м. З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Чернівецького національного університету імені Юрія Федьковича (58012, м.Перспективність практичного застосування халькопіритних напівпровідників ставить у розряд актуальних комплексне дослідження технологічних умов створення якісних полікристалічних тонких плівок CUINSE2 (CIS), CUGASE2 (CGS) і твердих розчинів CUINXGA1-XSE2 (CIGS) на їх основі, вивчення їх оптичних і електричних властивостей, а також створення на базі даних матеріалів лабораторних зразків фоточутливих структур. Відзначимо, що не зважаючи на значну кількість праць, присвячених дослідженню фотоелектричних властивостей плівок CIGS і оксидів металів, до сих пір не встановлено загальної кореляції між технологічним процесом їх одержання та станом дефектної підсистеми і величиною параметрів, що характеризують ефективність фотоперетворювачів на їх основі. Наведене вище засвідчує, що тема даної роботи, яка присвячена пошуку шляхів поліпшення електричних і оптичних характеристик тонких плівок як оксидів металів, так і CIGS за рахунок підбору технологічних режимів їх одержання, встановлення основних закономірностей трансформації дефектної підсистеми під дією термічної обробки (відпалу), а також модернізації промислових установок для магнетронного розпилення і термічного випаровування вихідних компонент актуальна в фундаментальному та прикладному аспектах і своєчасна. Мета роботи - полягала у встановленні основних закономірностей впливу технологічних режимів напилення і температурної обробки на фізичні параметри та оптичні характеристики (питомий опір, коефіцієнти пропускання та поглинання) твердих розчинів диселеніду індію та галію і прозорих провідних оксидів металів, а також на випрямляючі властивості створених на їх основі фоточутливих структур. Встановлено основні закономірності впливу технологічних режимів напилення та відпалу на питомий опір, коефіцієнти пропускання та поглинання і трансформацію дефектної підсистеми в тонких плівках твердих розчинів CIGS і прозорих провідних оксидів, зокрема: · вперше встановлено, що внаслідок трансформації дефектної підсистеми, зменшення міжкристалітного опору та збільшення ступеня структурної досконалості плівок за допомогою ізотермічного відпалу на повітрі тонких плівок прозорих провідних оксидів SNO2, ITO і CDO можна зменшити їх питомий опір на чотири - пять порядків і збільшити прозорість до 90 - 95 %;Проведено експериментальні та теоретичні дослідження рівномірності товщини осадження плівок на підкладки при напилюванні магнетронним методом у залежності від положення підкладок відносно катода (мішені). 1 випливає, що істотне поліпшення однорідності плівок за товщиною на великій площі можна отримати тільки при використанні кільцевого випаровувача, радіус r якого близький з відстанню мішень-підкладка h. Виготовлено тонкі плівки SNO2, ITO, CDO та ZNO за допомогою методів реактивного магнетронного розпилення на постійному струмі в суміші газів Ar з O2 та високочастотного розпилення (плівки ІТО) на установці ВУП-5М. Результати проведених досліджень показали, що плівки ІТО в режимі реактивного магнетронного розпилення на постійному струмі одержуються з ліпшими параметрами при такому співвідношенні компонентів у газовій суміші: Ar - 79%, O2 - 21%. Вимірювання питомого електроопору ? плівок SNO2 безпосередньо після осадження дають значення, що лежать у межах ? = 1 - 200 Ом·см, які не дають змоги використовувати ці плівки у якості високопровідних прозорих покрить.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ