1598005400-e4d976f05e65a6df0c91dae52ce6f965 (811206), страница 40
Текст из файла (страница 40)
700 ПРО 280 40 П, ориентированные зерна Хизрз ВИ 200 ХОПФ 600 700 ~ П, ориентировав- 1 ные зерна ОаАз ХОПФ 5...10 П, сфалерит ! ХОП МОС 200... 500 200 ... 250 ! П, ориентирован, ные столбчатые зерна, ось с ~ подложке, вюртцит ВИ 300... 500 , 'П, ' ные ! на ИР ориерлирован столбчатые зер ПП ~ 300 ... 350 ; П, ориентирован- 0,1 ... 1,0 ные зерна, вюртцит Физические свойства тонких плена» 19! Продолжение Концентрация электронов л илн дырок р.
сы-' Удельное сапротнвленме р. Ом ем Подвижность носителей р, ему(в.с) Литера туре Примечвни» вЂ” ~ Два испарителя ~ [80! 2 !Оте 25 1О >)Ото 3100 10' 1О... 40 [68] 200 ... 400 ~ !О ... 12 ( 5.10'е ... 10'т [90 — 94] ) [86 — 89! 6. 10те 03м 10тв 0,1 ... 10 ]107— 130! 1...5 (после от- жига) 3!в 143! [!48) 1ов !Отв... 10'т 1О, 100 <)О ( !О ..!О 0,1...1 (после от- жига) ОРиентапии (110) [77 — 79] при Тп ии 600'С На подложке из [76] баАз, легирован- ного Сг При Тп ии 380 'С [81] зпитаксия низкого качества Преимущественная [82, 83] ориентация при Тп ~ 220 С Направление ори- 1 ентации зависит от концентрации арсина Сфалерит при Т, от комнатной температуры до 150 'С При определенных ~ [109, условиях образует- ! 1 ся структура сфалерита; при освещении проводимость возрастает в 104 ...
!Ов раз; после рекристаллизации размер зерен 4 мкм Глава 3 192 Размер зерен, мкм Метод осаждения Кристаллическая структура ги, ао Материал П, сфалерит, вюрт- цит или их смесь 0,1 ОР 10 ТП ГТОКО ХОПФ ВИ ~ 150 ... 275 П, кубическая гранецентрированная ! решетка СньзБе !...3 Снз5 О 1...3 РЗТФ (температура реакции) 100 ... 120 ВИ П ИР 0,1 ... 0,2 ПП 0,5 Сн1пйет 220 ... 250 1...2 П 300 ...
340 ВИ (один испа- ритель) ВИ (два испарителя) )90 ! П, ориентирован- (температура ! ные зерна, ось с ! раствора) ! подложке, слой не! планарной формы 200 П, ориентированные зерна, ось сд подложке, слой плоской формы П, ориентация (001) при толщине пленок )!50 нм Физические Свойства тонких пяеион !93 Продолжение Удельное Концентрация электронов л или дырок О. см-' Литера. тура сопротивле- ние Р, Ом см Примечания ! 1От...
10в ! При освещении проводимость возрастает в 1Ое ... 1Ов раз [154, 156] ! [73, 74] !О 10-в ... 1 Электрические свой- ~ [161[ ства зависят от Т„ 241 [163] ! !00... !50 ! — ) Ю... ЮО [1?4[ 10 2 1Онт 1О а ... 10 (от в !Ото 1...5 1...5 10тв 0,1 скому 200 ... 400 ~ ю..поо [144] 10тт... 1О'в ] 193, 196) !О 1Ов 10 3, 10те 4. 10те 10т Подвижность | насителеа И смц(В с! Размер зерен и на- ' [181, правление ориен.
182] тации зависят от аналогичных параметров С65; переменный состав Состав, близкий ~ [118, к стехиометриче- ] !83] Стехиометрическнй ! [184, состав 185) Нарущенная сте- ~ [189] хиометрии р зависит от Т„; р, р, р зависят от избыточной концентрации 5е в испаряемом веществе Ти (Сц 1п5е,) = [80, 195] =1!50 'С, Тн (5е) = = 200 ьС; р зависит от Т„ (5е) Глава 3 194 Метод осаждеиия Кристаллияеская структура Раамер вереи, мкм ти. 'с Материал П ! 0,1 А Си!пзев ДИ 450 ! 200 ПП 350 П, сфалерит П, халькопирит ~ - 1 ИР Зоо ~ (1Г2) Си1п$еа Д (0001) С05 МЛЭ (3.1) Здесь Т вЂ” коэффициент пропускания, )т — слоевое сопротивление (Ом), о — удельная проводимость (Ом-' см — '), а— коэффициент поглощения света и с( — толщина пленки (см).
При фиксированном значении слоевого сопротивления критерий качества фтс можно выразить через основные параметры материала пленки и представить в виде фтс — ехр ( — сопи( се/0). Величина фтс достигает максимума при минимальном значении отношения а/о. Это отношение записывается в виде а/о =-ц~испчв(ьвт "". Для того чтобы пленки обладали необходимой степенью прозрачности и высокой проводимостью, их ширина запрещенной зоны должна превышать 3 эВ, а носители заряда должны иметь низкую эффективную массу и большую подвижность. Чаще всего применяются прозрачные проводящие пленки из ЬпОМ 1пеОа и Сс(е3п04.
Недавно получены пленки ХпО, которые по своим свойствам пригодны для создания прозрачных электродов. Для удобства сравнения характеристик различных оксидных пленок Фразером и др. 120Ц был введен некий критерий качества, в котором фигурируют оптический коэффициент пропускания и слоевое сопротивление. При описании характеристик солнечных элементов Хаак (202) предложил использовать следующую форму этого критерия: уаттс = Т'о1К = ос(ехр ( — сЫ).
195 Фииические свойстве тонких пленок Продолжение Удельное сопротивление р, Ом см Концентрация электронов и или"дмрок р, см-' Подвижность носителей р, смп(в с) Литера- тура Примечания Тн 1350 'С ~ [Р981 2'!Оа Тн ж 1300 'С [197[ 8 1Оа 2 ) Тип структуры аа- [1991 ! висит от Т„ 0,3... 2 [194[ Тн (Св) = 1030 'С Т„(!п) ж 850'С, Тя (Бе) =- 200'С [200[ Здесь )в=От[те — подвижность свободных электронов в зоне проводимости, ив — эффективная масса свободных носителей, т — время релаксации, и — показатель преломления, д — заряд электрона и с — скорость света. Очевидно, а/о имеет наиболее низкие значения при высоких )ь и малых и', поскольку эти параметры связаны соотношением )ь=(тв) '. Значение х для многих полупроводниковых материалов приблизительно равно 1,35 [203].
Для получения пленок прозрачных проводящих оксидов применяют различные методы осаждения, в том числе: ионное распыление в тлеющем разряде постоянного тока [201, 204 — 209], высокочастотное ионное распыление [210 — 215], ионна-лучевое распыление [207, 216], ионное осаждение [217], пульверизацию с последующим пиролизом [218 — 225], химическое осаждение из паровой фазы [226, 227], электронно-лучевое [228], дискретное [229], реактивное [230 †2] и активированное реактивное [233, 234] испарения, а также анодирование [207]. В следующих разделах кратко обсуждаются различные физические свойства пленок, важные с точки зрения их использования в солнечных элементах.
Глава 3 196 3.3.1 Оксид кадмия (СЙО) 3.3.1.1 Структурные свойстве Пленки Сс)О имеют структуру каменной соли (1чаС1) с преимугцественной ориентацией оси (100) относительно нормали к поверхности подложки. Постоянная кристаллической решетки увеличивается при повышении концентрации носителей, причем ее относительное изменение может достигать 0,88 о/о [235]. 3.3.1.2 Электрические свойства Концентрация и подвижность носителей в пленках Сс)О составляют соответственно 5.10'а...10" см — ' и 2...120 смз/(В с) [235].
Установлено, что эффективная масса электронов вблизи дна зоны проводимости примерно равна 0,14пг, [236] и ее значение возрастает при повышении концентрации носителей [237]. Данный эффект можно объяснить непараболичностью зоны проводимости и увеличением постоянной кристаллической решетки [237].
Пленки Сс(О имеют низкое удельное сопротивление, значение которого достигает 5 1О с Ом см [238]. 3.33.3 Оптические свойства Край основной полосы поглощения С60 расположен в видимой области спектра (при длине волны -0,5 мкм). Вследствие высокой концентрации носителей плазменная частота лежит в инфракрасной области' ). Оптические свойства пленок вблизи плазменной частоты [237] с достаточной точностью описываются теорией Друде. При увеличении концентрации носителей край поглощения перемещается от 2,3 к 2,7 эВ.
Данный эффект обусловлен сдвигом Бурштейна — Мосса'). 3.3.2 Оксид олова (ЯпОз) 3.3.2.1 Структурные свойства Пленки 5пО являются объектом активных исследований. Как и массивные образцы, они имеют структуру рутила [221], а направление ориентации содержащихся в них кристаллитов, по- и Здесь авторами допущена неточность; при увеличении в полупроводнике концентрации свободных носителей наблюдаются повышение плазменной частоты и ее смешение в ближнюю инфракрасную область спектра.— Прим.
перев. и рвд. и В условиях сильного вырождения, когда уровень Ферми Ег лежит в зоне проводимости (в электронном полупроводнике), принцип Паули практически исключает возможность переходов в состояния зоны проводимости с энергией, меньшей Еб Край поглощения при этом отвечает энергии Ев+ +Ег — Е, (Ея †шири запрещенной зоны, Е. — дно зоны проводимости), т. е. смешается в область более высоких энергий.
Это явление называется сдвигом Бурштейна — Месса. — Прим. перев. Физические свойства тонкнх пленок 16 1г 4, В 1О атякяг ЗЬ,% » 4- гь о видимому, зависит от метода осаждения. Пленки ЬНОг (бес- г4 примесные и легированные сурьмой), получаемые методом пульверизации с после- тв дующим пиролизом, состоят из зерен с преимущественной ори- Оа ентацией относительно направления <200>, если их Осаждение проводится на подложки с пониженной температурой (623... 723 К), и преимущественной Ориентацией относительно направления а <110> при более высоких температурах подложки р ()723 К).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
