1598005400-e4d976f05e65a6df0c91dae52ce6f965 (811206), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Поэтому если состав вещества пленки представить в виде Сб5е, т5т, а символом х обозначить долю молекул тиомочевины в растворе, то должно выполняться соотношение у)х [95). Как и в случае послойного осаждения атомов, в процессе послойной конденсации ионов многокомпонентного соединения обеспечиваются более широкие возможности для получения различных полупроводниковых твердых растворов.
Считают, что при определенных параметрах процесса осаждения возможно образование устойчивых полиморфных модификаций халькогенидов, которые обычно являются стабильными лишь при высокой температуре или большом давлении. Так, например, сплавы РЬ1 вНп,Б (0<х<0,33) и Сс11 вРЬв5е(0<х<1) удается осаждать в виде тонких пленок, в то время как массивные образцы твердых растворов этих халькогенидов не получены (95, 96).
Кроме того, при осаждении пленок из растворов возможно повышение уст йчивости как а-фазы Нд5 (с шириной запрещеи- Методы осаждения тонких планок 81 ной зоны 2,0 эВ и тригональной структурой кристаллической решетки), стабильной при комнатной температуре, так и высокотемпературной р-фазы НдЯ (с шириной запрещенной зоны О,1 эВ н кубической структурой), стабильной при температуре выше 280 'С, путем создания пленок соединений а'- или (1'-РЬ,Нд~ х8, имеющих гранецентрированную кубическую структуру [96). 2.3.2.5 Оксидные пленки Осаждение оксидных пленок из раствора осуществимо благодаря тому, что в результате гидролиза водного раствора щелочи образуется большое количество ионов металла (М™ ), выпадающих в осадокв виде гидрата оксида (М20„° хН,О), который при нагревании разлагается с образованием соответствующего оксида.
Примером таких реакций служат Бпе+ 500а хНаΠ— ЯпОа 200'С щелочной раствор Ела+ 2пО кНеΠ— ЕпО 120'С щелочной раствор Этим способом могут быть получены пленки оксидов Мп, Ге, Хп, Яп, РЬ, Сп, Сб, Сг, Т1 и А1. Удельное сопротивление пленок Яп02 и ХпО непосредственно после осаждения в зависимости от параметров процесса составляет 10'...10' Ом ° см, а их коэффициент пропускания в видимой области спектра изменяется в диапазоне от 10 до 70 070. При оптимальных условиях осаждения и при введении соответствующих легирующих примесей (для легирования 8п02 применяют индий) получаемые пленки имеют коэффициент пропускания, близкий к 80 Ъ, и удельное сопротивление порядка 10-2 Ом ° см.
Этот простой метод осаждения пленок представляется перспективным для дальнейшего применения. 2.3.2.6 Основные свойства пленок, получаемых методом осаждения ив раствора Исследование (90) пленок, осаждаемых нз раствора, с помощью просвечивающего электронного микроскопа показало, что процесс формирования пленки связан с образованием и ростом зародышей и аналогичен процессу, происходящему при осаждении плейок из паровой фазы. Обычно пленки имеют микрополикрнсталлическую структуру с размером зерен в интервале 30...100 нм. Размер зерен зависит от состава и температуры ванны, а также от природы материала подложки. При уменьшении скорости осаждения (например, путем понижения степени пересыщення раствора), повышении температуры ванны и при использовании подложки, согласующейся по параметрам Гаева 2 В2 кристаллической решетки с осаждаемым веществом, образуются пленки с более крупными зернами.
При совместном осаждении двух или большего числа халькогенидов получаемые пленки имеют более тонкую микроструктуру [95, 98], подобную структуре пленок, осаждаемых из паровой фазы. Микроструктура многокомпонентных пленок зависит от размеров участвующих в реакции ионов и характера взаимодействия между ними.
Согласно сообщению Шарма и др. [99], на монокристаллических подложках при определенных условиях осаждения благодаря достаточно высокой подвижности адсорбированных ионов образуются эпитаксиальные пленки с упорядоченной структурой. Авторами проведено эпитаксиальное осаждение пленок РЬГ вНд,5 (0(х<0,33) на монокристаллические подложки нз германия при температуре ванны ниже 20 'С.
На структуру пленки Сд5 значительное влияние оказывает вид комплексообразующего агента. Пленки С45, получаемые при использовании комплексного соединения Сб(ЫН,)4'+, в зависимости от условий осаждения имеют структуру сфалерпта, вюртцита или смешанную структуру.
Пленки С05, осаждаемые из растворов, содержащих комплексные соединения Сб(СХ)е' или СГ((еп)Р., всегда кристаллизуются в структуре вюртцита, прн этом ось с направлена перпендикулярно поверхности подложки [91, 94, 97]. Продолжительный отжиг осажденных пленок при температуре, превышающей 400 'С, приводит к существенному укрупнению зерен. Более быстрое увеличение размеров зерен при меньшей температуре (-300 'С) можно стимулировать путем ввез дения определенных примесей [95, 100]. Кроме того, пленки СЮ и СЮе рекристаллизуются [95] при нанесении на их поверхность тонких слоев Сп или Ай и прогреве при температуре, превышающей 350 'С. Детальное рассмотрение электрических и оптических свойств пленок, осаждаемых из раствора, и нх зависимости от особенностей микроструктуры проведено в следующей главе.
2.3.3 Получение пленок методом трафаретной печати Толстопленочная технология, которая располагает удобными при освоении в производстве и дешевыми методами осаждения пленок, применяется для разметки рисунка контактной сетки на поверхности солнечных элементов, создания межэлементных соединений при изготовлении солнечных батарей, а в последние годы — для получения фотоактивных полупроводниковых слоев и создания солнечных элементов [!01 †1].
Особенности этой технологии состоят в том, что на соответствующие участки подложки обычным методом трафаретной печати наносится 83 Методы осаждения тонких пленок паста, содержащая материал, необходимый для получения проводящих слоев, пленочных резисторов или приборов.
В результате последующего отжига, проводимого в определенном режиме времени и температуры, твердые компоненты пасты прочно соединяются с подложкой. На поверхности прибора или схемы может быть создано защитное покрытие из смолы. Более надежную защиту обеспечивает герметизация в прозрачной оболочке, в металлическом или керамическом корпусе. При использовании данного метода капиталовложения и текущие расходы относительно невелики, для обслуживания оборудования не требуются высококвалифицированные и опытные операторы, а переход на изготовление новой продукции при изменении формы прибора или конструкции схемы осуществляется просто и без больших затрат.
2.3.3Л Физические основы метода трафаретной печати 2.У.У.1а. Подложки. Подложки, используемые для нанесения пленок с применением толстопленочной технологии, должны обладать следующими свойствами: 1) однородной гладкой поверхностью, обеспечивающей высокую адгезию толстой пленки, прошедшей термообработку; 2) минимальным изгибом поверхности и плоскопараллельностью; 3) устойчивостью к высоко- температурному воздействию в процессе термообработки, обычно проводимой в интервале температур от 500 до 1000 'С; 4) большой механической прочностью, высокой теплопроводностью и хорошими электрическими характеристиками; 5) совместимостью по физическим и химическим свойствам с пастой, применяемой для создания пленочных проводников и резисторов, а также диэлектрических и полупроводниковых слоев; б) низкой стоимостью при массовом выпуске продукции.
В качестве подложек в принципе можно использовать разнообразные керамические материалы, например оксиды алюминия, бериллия, магния, тория и циркония 15, 105). Для получения полупроводниковых слоев применяют также стеклянные подложки 1102, 104]. Высокочистый 196 а1а ) оксид алюминия имеет наилучшее сочетание электрических, тепловых и механических свойств. Подложки из оксида бериллия, обладаютцего высокой теплопроводностью, обеспечивают эффективное рассеяние тепла, выделяющегося в электрической схеме. При нанесении пленок печатным методом особое внимание уделяется структуре поверхности подложки.
Очень гладкая поверхность приводит к низкой адгезии толстых пленок, образующихся в результате отжига, в то время как поверхность с крупным микрорельефом не позволяет получать пленки воспроизводимой толщины. Для практического применения приемлемы подложки, у которых высота выступов над усредненной цент- Глава 2 84 Дайпекпе Ракеш Район Угол скоса лезВия Рам Зазор Пойла Загрузка Печапзк Карепзка Рис. 2.!7. Схема устройства для трафаретной печати. ральной линией, характеризующая степень чистоты поверхности, составляет 0,5...1 мкм. Согласно определению, высота таких выступов равна среднеарифметическому значению отклонений профиля поверхности как вверх, так и вниз по отношению к центральной линии измеренного профиля.
Профиль поверхности можно быстро измерить с помощью профилометра типа Та!уз1ер. Для большинства областей применения толстых пленок и печатного метода их нанесения допустимые отклонения длины и ширины подложек от предусмотренных размеров, а также точность расположения отверстий составляют около ~ 1 мкм. Площадь подложек определяется конкретными требованиями и обычно находится в пределах от 3 до 30 см'.
Толщина подложки составляет 0,05...0,1 см с допустимым отклонением от -!-25 до ч-100 мкм. Изгиб подложки, как правило, не должен превышать 40...50 мкм/см. Малый допуск на длину, ширину и толщину подложек, а также требования высокой точности расположения отверстий и незначительного изгиба подложек необходимы для успешного выполнения последую!цих операций печатного монтажа. Как отмечалось ранее, материал подложки по своим физическим и химическим свойствам должен быть совместим с материалом пасты, применяемой для получения толстой пленки. Предприятия, выпускающие такие пасты, обычно гарантируют, что они совместимы по составу со стандартными материалами для подложек. Однако напоминание о том, что пасты и подложки должны соответствовать друг другу по своим свойствам, будет нелишним для тех, кто самостоятельно готовит пасты специального состава. Для того чтобы избежать появления механических напряжений, трещин, отслаивания и необратимых изменений свойств пленок, коэффициенты теплового расширения полностью отожженной пасты и материала подложки должны иметь максимально близкие значения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
