Разработка метода модификации свойств ITO плёнок ионно-лучевой обработкой при реактивном ВЧ магнетронном напылении

• Автор: Закирова, Раушания Мазитовна
• Шифр специальности: 01.04.01, 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 128 с. : ил.

Содержание

Список сокращений

Введение

Глава 1. Напокристалличсскис плёнки ІТО: структура, свойства, синтез

1.1 Структура и свойства оксида индия, легированного оловом

1.1.1 Влияние технологических факторов на с труктуру плёнок 1ТО

1.1.2 Электронная зонная структура

1.1.3 Электрические свойства 1ТО

1.1.4 Концентрация носителей

1.1.5 Подвижность

1.1.6 Оптические свойства

1.2 Методы получения 1ТО плёнок
1.2.1 Спрей-пиролиз/пиролиз
1.2.2 Золь-гель метод
1.2.3 Термическое испарение З
1.2.4 Ионно-лучевое испарение
1.2.5 Осаждение импульсным лазером
1.2.6 Магнетронное напыление
1.2.7 Влияние ионной бомбардировки (ионное ассистирование)
Заключение по главе 1
Глава 2. Приборы и методы исследования
2.1 Рентгенодифракционные исследования
2.2 Прецизионное определение периода решётки и макронапряжений 5
2.3 Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (РФЭС)
2.4 Определение удельного сопротивления четырёхзондовым методом
2.5 Эффект Холла (метод Ван дер Пау)
2.6 Спектрофотометрические исследования
2.7 ИК спектроскопия
Заключение к главе 2

Глава 3. Метод и установка для модификации свойств тонких плёнок ионно-лучевой обработкой при реактивном ВЧ магнет ройном напылении
3.1 Конструкция установки _
3.2 Выбор режима напыления
Заключение к главе 3
Глава 4. Структура и состав 1ТО плёнок
4.1 Рентгенодифракционные исследования плёнок ГГО
4.1.1 Рентгенофазовый анализ
4.1.2 Определение параметра решётки и макронапряжений 1ТО плёнок
4.2 Исследование состава ГГО плёнок
Заключение к главе 4
Глава 5.Элект рические и оптические свойства 1ТО плёнок
5.1 Электрические свойства
5.1.1 Удельное сопротивление
5.1.2 Эффект Холла (метод Ван дер Пау)
5.2 Оптические свойства
5.2.1 Видимая область '
5.2.2 Инфракрасная область
Заключение к главе 5
Заключение
Литература

Список сокращений
ВЧ - высокочастотный ИК - инфракрасный
МИИ- микроскоп интерфернционно-измерительный
НИО- низкоэнергетическое ионное облучение
ОКР - область когерентного рассеивания
РФЭС - рентгеновская фотоэлек тронная спектроскопия
ІТО - Indium Tin Oxide (оксид индия, легированный оловом)

ратур подложки. Сопротивление для образцов, полученных при комнатной температуре подложки облученной части составило 1.2x10'4 Ом-см, необлученной части - 2.3x10"' Ом-см, при температуре подложки 300 °С - 8.5x10° Ом-см облученной и необлученной частей. Наибольшая концентрация носителей была около 1.2x10" см", наибольшая холловская подвижность: 40 - 57 см"/В-с, наибольшее пропускание: 90% (550 нм). Лазерное облучение образцов в процессе осаждения, полученных при комнатной температуре, способствовало росту более плотно упакованных кристаллических плёнок, которые имели меньшее сопротивление и большую оптическую прозрачность.
В [73] исследовали прозрачный р-п гетеропереход 2пО/Си-А1-0/1ТО/стекло, каждый слой которого получен методом импульсного лазерного осаждения. Плёнки ГГО, выбранные в качестве прозрачного электрода из-за отличных оптических и электрических свойств, осаждали в атмосфере кислорода (10 мТорр) на стеклянные подложки импульсным лазерным распылением керамической мишени 1п20з, легированного 5 вес. % БпСЬ, температура подложки была 200 и 500 °С. Полученные плёнки были поликристаллическими, без преимущественной ориентировки, имели хорошее оптическое пропускание и сопротивление ниже 10 мОм-см.
В [74] исследовали начало роста плёнок 1ТО при импульсном лазерном осаждении на стеклянных подложках, к которым был подведён источник смещения напряжения. Температура подложек составляла 20 - 350 °С. Авторами было обнаружено, что в начальный период во всех случаях полученные плёнки являлись не проводящими. Начальная непроводящая область обусловлена тем, что плёнка имеет островковую структуру, а островки ГГО значительно изолированы. Авторы определяли критическую толщину, как номинальную толщину плёнок при появлении проводимости. Критическая толщина монотонно уменьшалась с ростом температуры подложки и достигала асимптотически значения 1.2 нм, которое близко к параметру решётки 1ТО.
Максимальные значения концентрации носителей (6.86x1020 см'3) и минимальные значения удельного сопротивления (3.39x10"' Ом-см) методом импульс-