Влияние стехиометрии оптически прозрачных проводящих пленок оксидов индия и олова на их электрофизические и оптические свойства

• Автор: Гончар, Лариса Исхаковна
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Ульяновск
• Количество страниц: 151 с.

Содержание
Введение
1. Свойства прозрачных проводящих оксидов
1.1 Механизм образования носителей заряда
1.2 Формирование состава пленок в процессе осаждения 1 б
1.3 Способы формирования проводящих прозрачных оксидных пленок
1.4 Термообработка пленок оксидов индия и олова
после процесса осаждения
1.5 Выводы по разделу
2. Зависимость состава проводящих прозрачных пленок оксидов индия и олова от
параметров осаждения
2.1 Методика изготовления образцов оксидов индия и
олова
2.2 Методика определения химического состава
образцов
2.3 Анализ полученных результатов
2.4 Моделирование процесса осаждения пленок оксида олова
3. Анализ энергетических характеристик кислородных вакансий в пленках оксида индия
3.1 Определение основных параметров исследуемых образцов
3.2 Методика определения энергетических характеристик кислородных вакансий
4. Влияние термообработки на изменение электрических и
оптических свойств пленок оксидов индия и олова
4.1 Исследование закономерностей процесса окисления пленок нестехиометрического оксида индия
4.2 Влияние термообработки на электрические свойства несте хиометричеекого оксида индия
4.3 Изменение оптических свойств пленок оксида индия нестехиометрического соетавав процессе термообработки
4.4 Кинетика окисления пленок нестехиометрического оксида олова
Основные выводы
Список литературы
Приложение 1'29
ВВЕДЕНИЕ
Формированию и исследованию полупроводниковых прозрачных проводящих слоев оксидов индия и олова в последние годы уделяется большое внимание. Это обусловлено тем, что уникальная
комбинация электрических (удельное сопротивление 10~6Ом- м) и оптических ( коэффициент пропускания в видимом диапазоне спектра - 80%-90%) свойств этих оксидов делает их перспективным материалом для целого ряда устройств микроэлектроники. Они широко применяются в качестве прозрачных теплоотражающих покрытий, для создания гетеропереходов в солнечных ячейках, в качестве газовых датчиков, защитных покрытий и прозрачных электродов в устройствах оптоэлектроники.
Как известно, специфической особенностью полупроводников является'их большая чувствительность к примесям. Гораздо менее изучена их чувствительность к изменению собственного состава с образованием структур вычитания. Именно отклонением химического состава оксидных полупроводников 1пОх и 8пОх от стехиометрического значения (где лес 1.5 для 1пОх и х<2 для 8пОх) обусловлены уникальные свойства рассматриваемых пленок. Исследование свойств оксидов индия и олова представляют большой интерес и с точки зрения физики твердого тела, поскольку на примере этих соединений можно изучить связь процессов переноса электронов с составом и отклонениями его от стехиометрического значения; определить энергетические характеристики кислородных вакансий и их роль в процессе электропроводности; а также выяснить закономерности взаимодействия оксида нестехиометрического состава с кислородом при повышенных температурах.

2. Зависимость состава проводящих прозрачных пленок оксидов индия и олова от параметров осаждения
Степень отклонения состава исследуемых пленок от стехиометрического определяет их электрические и оптические свойства. Следовательно, задача управления составом таких пленок является актуальной. Данная глава посвящена исследованию зависимости состава пленок оксидов индия и олова, изготовленных методом реактивного термического испарения, от таких параметров процесса осаждения, как температура испарителя и подложки, давление кислорода в камере осаждения и состав падающего на подложку потока. Результаты исследования дадут возможность оценить энергетические параметры процессов адсорбции, десорбции, поверхностной диффузии и взаимодействия частиц на поверхности растущего слоя оксида и их зависимость от условий формирования пленок.
2.1. Методика изготовления образцов оксидов индия и олова
Для проведения исследований были изготовлены три серии образцов пленок на стеклянных и кварцевых подложках:
1- пленки оксида индия, полученные испарением металлического индия в атмосфере кислорода,
2- пленки оксида олова, полученные испарением металлического олова в атмосфере кислорода и
3- пленки оксида олова, полученные испарением порошка 8пС>2 стехиометрического состава в вакууме.
Все образцы были сформированы в рабочей камере универсального вакуумного поста ВУП-5. Схема устройства камеры осаждения приведена на рис. 2.1. Вначале производилась откачка магистрали диффузионного насоса механическим (форвакуумним) насосом до ос-