Формирование слоев сульфидов (селенидов) индия и CuInS2 на различных подложках методом пиролиза аэрозоля растворов тиокарбамидных комплексных соединений

• Автор: Сергеева, Анастасия Валерьевна
• Шифр специальности: 02.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 135 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава I. Обзор литературы

I. 1. Фазы системы 1п

I. 2. Структура и свойства СиІп82

1. 3. Селективные химические транспортные реакции

I. 4. Комплексные соединения индия

I.5. Методы получения тонких пленок

Глава II. Методика эксперимента

И. 1. Методика напыления пленок

II. 2. Методика рентгенофазовых и микроструктурных исследований
II. 3. Методика оптических исследований
II. 4. Методика электрофизических исследований
II. 5. Методика измерения температурной зависимости внутреннего трения
II. 6. Методика проведения газотранспортного отжига
Глава III. Комплексообразование в системах «ІпХз -вода» и «1пХ3
(]МН2)2С8»
III. 1. Расчет мольных долей комплексов в растворе
III. 2. Результаты расчета
Глава IV. Фазовый состав и микроструктура пленок
Глава V. Некоторые физические свойства пиролитических слоев 1п384 и
Си1п82
V. 1. Оптические свойства пленок
V. 1. 1. Влияние температуры синтеза
на оптические свойства пленок 1п384 и Си!п82
V. 1. 2. Влияние соотношения С(ТМ) : С(1п3+) в растворе на оптические
свойства пленок 1п384
V. 2. Электрофизические свойства гетероструктур 81/1п384 и 8РСи1п82 99 V. 2. 1. ВАХ гетероструктур 81/ 1п384
V. 2. 2. ВАХ гетероструктур 8РСи1п82
Г лава VI. Регулирование состава пиролитических слоев
VI. 1. Регулирование содержания серы в пленках,
полученных на кремнии
VI. 2. Селенизация пленок методом селективных химических транспортных реакций
Выводы
Список литературы

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы
Оптимальным методом синтеза полупроводниковых сульфидов является метод пиролиза аэрозоля раствора тиомочевинных комплексных соединений металла (ПА ТКС) на нагретой подложке. Этим методом получают ряд сульфидов и твердых растворов между ними на поверхностях различных подложек. В качестве подложек в этом случае применяются, как правило, пластины стекла, кварца, ситалла. Но крайне редко используются монокристаллические полупроводники, в частности, кремний, из-за сложности осаждения сульфидов методом ПА на них. Между тем, получение гетероструктур «кремний - сульфид» является перспективным в прикладном отношении в связи с развитием тонкопленочной технологии.
Сульфиды индия в настоящее время используется в оптоэлектронике для создания фогочуствительных гетероструктур. Кроме того, они являются альтернативой сульфиду кадмия при создании экологически безопасных бескадмиевых солнечных батарей, тонкопленочных фотоэлементов. В этой связи получение тонких слоев 61384/81 методом ПА так же представляет практический интерес.
Развитие солнечной энергетики стимулировало интерес к соединению Си1п82 (рокезит). Это перспективный преобразователь солнечного излучения. Поиск оптимальных методов синтеза и изучение свойств полученных образцов этого соединения остается актуальной задачей и по сей день.
Изменение элементного и фазового состава сульфидных пленок методом селективных химических транспортных реакций (СХТР) позволяет получать на моно —слои других фаз системы 1п - 8, а так же селенид индия. Получение этих соединений непосредственно методом ПА ТКС затруднено. Селенид индия может быть использован в качестве датчика излучения ближнего ИК диапазона, он обладает радиационной стойкостью. Малоизученность поведения тонкопленочных образцов в условиях СХТР актуализирует исследования в этом направлении.

построение единой теоретической базы этого метода, снижает воспроизводимость. Тем не менее, именно пленки, полученные этим способом, имеют, в частности, повышенную фоточувствительность [44].
В [45] говорится о получении пересыщенных твердых растворов замещения СфРЬк на пористом стекле. Обнаружена чувствительность этих пленок к оксидам азота и монооксиду углерода. Так же здесь были определены константы устойчивости тиомочевинных комплексов свинца и кадмия. В настоящее время этот метод совершенствуется как в теоретическом, так и в практическом аспектах [46, 47].
Высокотемпературная выдержка слоев, содержащих металлическую компоненту будущей пленки, в парах халькогена (чаще всего - серы) дает возможность получения монокристаллических слоев халькогенида (сульфида) [48, 49]. Отмечается, что гетероструктуры, полученные этим способом, имеют некоторые аномалии электрофизических свойств, в частности, температурной зависимости вольт-амперной характеристики. Эти особенности объясняются легированием приповерхностного слоя атомами серы в процессе роста [48]. По своей сути этот метод сходен с термооксидированием поверхности. В свою очередь, термическое окисление поверхности также широко используется для создания полупроводниковых гетероструктур. В [50] окислением напыленного слоя 1пГ4 были получены пленки 1п20з. Следует отметить, что этот метод применим лишь в том случае, когда в состав исходного материала уже входит «халькофильный» компонент [51, 52]. В противном случае необходимо сначала напылить слой соединения, содержащий один из компонентов будущей пленки. Иногда сульфидизации подвергают металлические пленки, заранее осажденные на необходимой подложке. Так можно получить в виде пленок, дисе-ленид индия-меди [53]. Например, соединения Си(1п,Оа)8е2 и 1п283 в виде тонких пленок были получены путем выдержки металлических пленок в парах халькогена. Металлические пленки предварительно осаждали методом ионно - плазменного испарения мишеней [54]. На основе сульфидных