Формирование слоев сульфидов (селенидов) индия и CuInS2 на различных подложках методом пиролиза аэрозоля растворов тиокарбамидных комплексных соединений
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… Читать ещё >
Содержание
- Глава I. Обзор литературы
- I. 1. Фазы системы In — S
- 1. 2. Структура и свойства CuInS
- I. 3. Селективные химические транспортные реакции
- I. 4. Комплексные соединения индия
- I. 5. Методы получения тонких пленок
- Глава II. Методика эксперимента
II. 1. Методика напыления пленок 45 II. 2. Методика рентгенофазовых и микроструктурных исследований 49 II. 3. Методика оптических исследований 50 II. 4. Методика электрофизических исследований 51 II. 5. Методика измерения температурной зависимости внутреннего трения 52 II. 6. Методика проведения газотранспортного отжига
Глава III. Комплексообразование в системах «1пХз -вода» и «1пХ3 — вода
NH2)2CS>>
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 In3S4 и
CuInS
V. 1. Оптические свойства пленок 91 V. 1. 1. Влияние температуры синтеза на оптические свойства пленок I113S4 и CuInS
V. 1. 2. Влияние соотношения С (ТМ): С (1п3+) в растворе на оптические свойства пленок I113S
V. 2. Электрофизические свойства гетероструктур Si/In3S4 и Si/CuInS
V. 2. 1. ВАХ гетероструктур Si/ In3S
V. 2. 2. ВАХ гетероструктур Si/CuInS
Глава VI. Регулирование состава пиролитических слоев
VI. 1. Регулирование содержания серы в пленках, полученных на кремнии 111 VI. 2. Селенизация пленок методом селективных химических транспортных реакций
Выводы
Список литературы
- Duffin W.J. Crystalline phase in the system In-In2S3 / WJ Duffin., J.H. Hogg // Acta crystallogr. 1966. — 20, № 4.- p. 566−569.
- Вол A.E. Строение и свойства двойных металлических систем. / А. Е. Вол, И. К. Каган/М.: Наука. 1976. Т. 3. 814 с.
- Шанк Ф. Структуры двойных сплавов. / Ф. Шанк. / М.: Металлургия. 1970. С.473−474.
- Некрасов Б.В. Основы общей химии. / Б. В. Некрасов // М.: Химия. 1967. Т.2. С.222−223.
- Реми Г. Курс неорганической химии. / Реми Г. // М.: ИЛ. 1963. Т. 1. С. 416−417.
- Соединения переменного состава. / Под. ред. Б. Ф. Ормонта. // Л.: Химия.1969. 520 с.
- Эллиот Р.П. Структуры двойных сплавов. / Р. П. Эллиот / М.: Металлургия.1970. Т.2. С. 125.
- Likfroman A. Mise en evidence d’une solution solide de type spinele dance le diagramme de phase du systeme In-S / A. Likfroman // J. Solid State Chemistry, 1980, v. 34, pp. 353- 359
- Godecke T. On the phase diagram InSM / T. Godecke, K. Schubert. // Z. Metallk. 1985. Bd. 76. pp. 358−364
- Федоров П. И. Индий./ Федоров П. И., Акчурин P. X. М.: Наука. 2000.- 277 с.
- Завражнов А. Ю. Т-х-фазовая диаграмма системы In -S /А. Ю. Завражнов, и др. // Неорган, материалы. 2006. Т. 42. № 12. С. 1420 -1424
- Massalski Т.В. Binary Alloys Phase Diagrams. / T.B. Massalski // 2-nd Edition, ASM International Metals Phase Park, Ohio, 1990
- J Binsma. Phase Relations in the System Cu2S In2S3 / Binsma J., Giling L., Bloem J. // J. of Crystal Growth. — 1980. — V. 50. pp. 429 -436.
- Залесский В. Б. Бескадмиевые тонкопленочные гетерофотоэлементы Cu(In, Ga) Se2/(In2S3): создание и свойства. / В. Б. Залесский и др. // Фйз. и тех. полупроводников. 2007. — Т. 42. — вып. 11. — с. 992 -997.
- В. Altiokka. Optical Properties of CuInS2 Films Produced by Spray Pyrolysis Method./ Altiokka B, Aksay S. // Journal of Arts and Sciences Sayi. 2005. — V. 3 — (May). — p.27 -34
- M. Krunks. Sprayed CuInS^ thin films for solar cells: the effect of solution composition and post-deposition treatments. / Krunks M. at all. // Solar Energy Materials & Solar Cells. 2001. — V. 69. — p. 93 -98.
- Агаев M. И. Получение тонкой пленки из порошка CuInS2 осажденного из водной среды и изучение ёе оптических свойств. / М. И. Агаев и др. // Физика. 2006. -Т. XII. — № 4. — с. 68 -70.
- Гременок В. Ф. Получение кристаллов и пленок CuInS2xSe2(i-X) и исследование их свойств./В. Ф. Гременок и др. // Письма в Журн. техн. физики. 2001. — Т. 27. -Вып. 2. — С. 17−23.
- Nemerenco L. Exciton Spectra of CuInSe2 Crystals. / L. Nemerenco // Moldavian Journal of the Physical Sciences. 2005. — Vol.4. — № 4. — pp. 438 -^42.
- Masaya Iwai. Analysis of photoluminescence spectra on CuInS2 crystals./ Masaya Iwai at all. .// International Conference «Fizika-2005». 7 -9 июня. Баку. Азербайджан. С. 804 -807.
- Лаврентьев А. А. Электронно-энергетическая структура полупроводниковых шпинелей In2S3 и CdIn2S4 по данным рентгеновской спектроскопии и теоретических расчетов. / А. А. Лаврентьев и др. // Физика твердого тела. 2000.- Т. 42. — Вып. 11. -с. 1992−1997.
- Lenz R. Developments in Measuring and Calculating Chemical Transport Phenomena Demonstrated on Cr, Mo, W, and their Compounds / R. Len, Gruehn. // Chem. Rev. -1997.-№ 97.- P.2967
- Chemical transport reactions as a new variant of the phase composition control / A. Y. Zaxrazhnov at all. // Journal of Phase Equilibria. 2003. — V. 24, № 4. P. 330 — 339.
- Завражнов А. Ю. Управление составом моноселенида галлия в пределах облас-тигомогенности и диагностика нестехиометрии GaS / А. Ю. Завражнов // Журн. «конденсированные среды и межфазные границы» 2004. — Т.6, № 4. — 322 — 335.
- Chemical transport reactions as a new variant of the phase composition control / A. Y. Zavrazhnov at all. // Journal of Phase Equilibria. 2003. — V. 24, № 4. — P. 330−339
- Wehmeier F. H. The growth of cadmium chromium selenide by chemi-cal transport with cadmium chloride and the behavior of cadmium chromium se-lenide at elevated temperatures / F. H. Wehmeier // J. Crystal Growth. 1969. — № 5. — P. 26 — 28.
- Получение арсенидов кремния методом химических транспортных реакций / Я. А. Угай и др. // Неорг. материалы. 1989. — Т.25. — С. 709 — 712.
- Зарцын И. Д., Наумов А. В., Гончаров Е. Г., Зломанов В. П. Ста-ционарные состояния без массопереноса в газотранспортных системах // Кон-денсированные среды и межфазные границы. 2004. Т. 6. № 4. С. 311−321
- Завражнов А. Ю. Селективный химический транспорт как метод изменения состава нестехиометрических сульфидов индия. / А. Ю. Завражнов и др. // Неорганические материалы, 2007, Т. 43, № 11, С. 1303−1315
- Новый справочник химика технолога. С-Пб.: АНО НПО «Про-фессионал». 2004. Т. 3.
- Шека И. А. Галогениды индия и их координационные соединения. / И. А, Шека, 3. А. Шека // Киев: Наукова думка. 1981. 300 С.
- Семенов В. Н. Процессы формирования тонких слоев полупровод-никовых сульфидов из тиомочевинных координационных соединений. / В. Н. Семенов // Ав-то-реф. дисдокт. хим. наук. Воронеж. ВГУ. 2002.
- Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. /Ю. Ю. Лурье // М.: Химия, 1989. 448 с.
- Головнев Н. Н. Образование тиомочевинных комплексов индия (III) в водном растворе. / Н. Н. Головнев, А. С, Примаков, И. И. Головнева // Журн. неорганической химии. 1995. — Т. 40, — № 6. — С. 973−975.
- Семенов В. Н. Получение и свойства пленок In2S3 / В. Н. Семенов и др./ // Журнал неорганической химии. Т.36, Вып.З. — 1991. — С. 591−596.
- Виглеб Г. Датчики. / Г. Виглеб // Пер. с нем. М.: Мир. 1989. С.5−9.
- O’Brien P. Novel precursors for the growth of In2S3'. trisdialkyldithiocarbamates of indium. / O’Brien P at all. // Thin Solid Films. 1998. V.315. — P. 57−61
- Yamamoto Akio. Metalorganic chemical vapor deposition growth of InN for InN/Si tan-dem solar sell / Yamamoto Akio et all. // Sol. Energy Mater, and Sol. Cells. 1994. -V.35.-№ 1−4. P. 53−60
- Single Source Precursors for Thin Film Solar Cells /Kulbinder K. Banger, Jennifer A. Hollingsworth, Jerry D. Harris et all. // The NASA STI Pro-gram Office. in Profile. NASA/TM—2002−211 496.
- Mike Lazell. Single source molecular precursors for the deposition of III/VI chalcogenide semiconductors by MOCVD and related techniques / Mike Lazell at all. // J. Chem. Soc., Dalton Trans. 2000 — p. 4479^1486
- Zhul L.D. MO CVD growth and charac-terization of high quality InP / Zhul L.D., Chan K.T., Ballantyne Y.M. // J. Cryst Growth. 1985. V 73. — № 1. — p. 83−85.
- Китаев Г. А. Условия химического осаждения тонких пленок сульфида кадмия на твердой поверхности / Г. А. Китаев, А. А. Урицкая, С. Г. Мокрушин // Журн. физ. химии. 1965. — Т. 39. — № 8. — С. 2065−2066.
- Китаев Г. А. Термодинамическое обоснование условий осаждения сульфидов металлов тиомочевинной из водных растворов / Г. А. Китаев. и др. // Тр. Уральского политехнического института. 1968. № 170. — С. 113—126.
- Кожевникова Н.С. Дифракционный анализ размера нанокристаллических частиц сульфидов свинца и кадмия, полученных методом химического осаждения из водных растворов. / Н. С. Кожевникова и др. // Журнал структурной химии. 2004. -Т. 45.-С. 156- 162.
- Сысоев Б. И. Электрофизические свойства гетероструктур InP-In2S3 /Б. И. Сысоев, В. Д. Линник, С. А. Титов // Физ. и техн. полупроводников. 1994. — Т.28. -№ 5. — С.808−814.
- Сысоев Б. И. Структура слоев сульфида индия на поверхности InAs / Б. И. Сысоев и др. //Неорган, материалы. 1995. Т.31. — № 7. — С. 891−895.
- Sawada Yutaka. Thermal oxidation of indium nitride films. / Sawada Yutaka, Hashimoto Akira. //Thermochim. acta. 1994. — V.231. — p. 307−315.
- Takahiro Wada. Microstructure of CuInS2 films prepared by sulfuration of Cu-In-0 films / Takahiro Wada, Takayuki Negami, Mikihiko Nishitani // J. Mater. Res. 1996. -Vol. 8- №. 3, — p. 545
- Delahoy. M. Akhtar, J. Ternary Source Materials for C1GS Buffer Layers. / Delahoy. M. Akhtar at all. // Prog XVI. European PVSEC. 2000, — p. 767−770.
- Залесский В. Б. Бескадмиевые тонкопленочные гетерофотоэлементы Cu(In, Ga) Se2/(In2S3): создание и свойства. / В. Б. Залесский и др. // Физ. и тех. полупроводников. 2007. Т. 42. — вып. 11. — с. 992 -997.
- Керм К. В. Механизм образования и кинетика роста пленок сульфида кадмия, осажденных пульверизацией / К. В. Керм, А, О. Тиллинг, Ю. А. Варвас // Тр. Таллинского политехи, ин-та. 1980. — с.101−106.
- Наумов А. В. Рост пленок сульфида кадмия из тио-мочевинных комплексов на различных подложках / А. В, Наумов, В. Н. Семенов // Тез. докл. IX Национальной Конференции по росту кристаллов НКРК-2000. Москва, ИК РАН, 2000. С 386.
- Левин М. Н. Импульсная магнитная обработка кремниевых подложек для осаждения тонких пленок методом пульверизации / М. Н. Левин, В. Н. Семенов, А. В. Наумов // Письма в ЖТФ. 2001. — Т. 46. — № 3. — С. 427−431.
- Riad A. S. Transport mechanisms and photo-voltaic characterizations of spray-deposited of CdS on InP in heterojunction devices / A. S. Riad, S. Darwish., H. H. Afify //Thin Solid Films. 2001. V. 391, P. 109−116.
- Семенов В. H. О люминесценции пленок CdS-ZnS в спектральном интервале 400−1200 нм /В. Н. Семенов, Е. М. Авербах // Физико-химические процессы в полупроводниках и на их поверхности. Воронеж: Изд-во. ВГУ. 1981. С. 99−104.
- Крункс М. И. Образование пленок CdS и CdZnS при химической пульверизации растворов / М. И. Крункс, Э. Я. Мелликов, И. В. Кариенко // Тр. Таллинского политехи. ин-та. 1981. № 515. С.35−42.
- Кузано Д. А. Исследование тонких пленок и электрооптические эффекты // Физика и химия соединений AIIBVI / Под ред. С. А. Медведева. М.: Мир, 1970. С. 537 578.
- Скорняков Л. Г. Влияние отжига на оптические спектры химически осажденных пленок сульфида кадмия / Л. Г. Скорняков, Г. А. Китаев, Т. А. Дроздова // Журн. прикладной спектроскопии. 1978. — Т.29. — С.358−360.
- Морозова Н. К. Сульфид цинка. Получение и оптические свойства. / Н. К. Морозова, В. А. Кузнецов. // М.: Наука, 1987. 200 с.
- Варавин В. С. Состояние и перспективы молекулярно-лучевой эпитаксии CdxHgj.xTe /. С. Варавин и др. // Прикладная физика. 2002. № 6. с. 25−41.
- Чернова А.С. О получении сульфида индия а-модификации при термолизе ВКС индия. /А. С. Чернова, М. Я. Рахлин // Ж. неорг. химии 1985. — 30. — № 10. — с. 27 042 706.
- Исмаилов Д. И. Электронографическое исследование многострук-турности аморфных пленок полиморфного TlInS2 / Д. И. Исмаилов, М. В. Алиева, Э. Ш.
- Алеклеров, Ф. И. Алиев // Физ. и тех. полупроводников. 2003. — Т. 37. — вып. 7. -с.772 — 775.
- Керимова Н. К. Электронографическое исследование фазового состава системы серебро-индий-сера и формирование пленочных структур AgInS2 / Н. К. Керимова, Д. И. Исмаилов // Fizika. 2007. — CILD XIII. — № 4. с. 60−63.
- N. Kamoun. Optical Properties of InS Layers Deposited Using an Airless Spray Technique / N. Kamoun at all. // Phys. Stat. Sol. 1998. p. 97 104.
- Volkova O. S. Magnetoresistive «necked-grain» CaCuMn6Oi2 ceramics prepared by ultrasonic aerosol spray pyrolysis. / O.S.Volkova at all. // Mend. Commun. 2005. — № 5. -pp.131−133.
- A. Abrutis, A. Preparation of dense, ultra-thin MIEC ceramic membranes by atmospheric spray-pyrolysis technique / A. Abrutis, A. Teiserskis, G. Garcia, V. Kubilius.// Journal of Membrane Science. 2004. — № 240. — P. 113−122
- Pomerantseva E. A. Homogeneity Field and Magnetoresistance of the Ca (Mn, Cu)7012 Solid Solution Prepared in Oxygen. / E.A.Pomerantseva at all. // J.Mater.Chem. -2004.-V.14.-pp.l 150- 1156.
- Майссел JI. И. Нанесение тонких пленок катодным распылени-ем.//Физика тонких пленок / Пер. с англ. М.: Мир. 1968. Т.З. С. 58−134.
- Андреев В. М., Долганов Л. М., Третьяков Н. Д. Жидкостная эпитаксия в технологии полупроводниковых приборов. / В. М. Андреев, Л. М. Долганов, Н. Д. Третьяков // М.: Сов. Радио. 1975. 328 с.
- Технология тонких пленок / Под ред. Майссела Л., Гленга Р. М.: Сов. Радио. 1977. Т.1. 662 с.
- Сеидли Г. С. Фотовольтаический эффект в гетеропереходах n -GaP/p —CuInS2 / Г. С. Сеидли, М. Г. Гусейналиев, Г. И. Исаков // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология». 2005. — № 11 (31). — с.46 -47.
- Е.В. Yousfi. Atomic layer deposition of zinc oxide and indium sulfide layers for Cu (In, Ga) Se2 thin-film solar cells. / E.B. Yousfi at all. // Thin Solid Films. 2001. — V. 387.-p. 29−32
- B.D. Yao. Formation of ZnO nanjstructures by a simple way of thermal evaporation. / B.D. Yao, Y.F. Chan, N. Wang.// Applied Physics letters. 2002. — № 4. — p. 757−759.
- Коваленко А. В. Выращивание пленок ZnSe на GaAS (100) методом рентгено-стимулированной газофазной эпитаксии. / А. В. Коваленко // Физ. и тех. полупроводников. 1997. — Т. 31. — № 1. — с. 31 -34.
- Бондарь И. В. Барьеры Шоттки на основе пленок п —L12S3, полученных импульсным лазерным испарением. /И. В. Бондарь и др. // Физ. и тех. полупроводников. 2007. — Т. 41. — вып. 1. — с. 48 -52.
- Кукушкин Ю.Н. Химия координационных соединений. /Ю. Н. Кукушкин // М.: Высш. школа, 1985. 455 с
- Бек М. Химия равновесий реакций комплексообразования. / Пер. с англ. М.: Мир, 1973. 359 с
- Семенов В. Н. Процессы формирования тонких слоев полупровод-никовых сульфидов из тиомочевинных координационных соединений. Автореф. дис.докт. хим. наук. Воронеж. ВГУ. 2002.
- А. В. Наумов. Протолитические рав-новесия в водных растворах галогенидов металлов с тиомочевиной / А. В. Наумов и др. // Вестник ВГУ. — 2005. — Т1, С. 66 -68.
- Семенов В. Н. Формальная кинетика осаждения тонкого слоя из потока распыляемого раствора / В. Н. Семенов, А. В. Наумов // Конденсированные среды и межфазные границы. Т.1, № 2. 1999. С. 176−180.
- Powder Diffraction File. Swarthmore: Joint Committee on Powder Diffraction Standards, 1996.
- Мильвидский M. Г. Полупроводниковые материалы в современной микроэлектронике. / М. Г. Мильвидский // М.: Наука. 1986. 143 с.
- В. Г. Лифшиц Поверхностные фазы и наноструктуры на поверхно-сти кремния / Лифшиц В. Г. и др. // Журнал структурной химии. 2004. — Т. 45. (Приложение). С. 37−60.
- Swanson et al., Natl. Bur. Stand. (U.S.). Circ. 539. 5 26 (1955)
- Сысоев Б. И. Пассивация поверхности GaAs (100) халькогенидами галлия A2InB3VI (110) / Б. И. Сысоев и др. // Физика и техника полупроводников. 1995. Т. 29, № 1. С.24−32.
- Митрохин В. И. Воздействие оптического излучения на внутреннее трение в пьезополупроводниках с глубокими центрами. / В И. Митрохин и др. // Физ. и тех. полупроводников. 2002. Т. 6. вып.2. с 138 -143
- Александров JI. Н. Внутреннее трение и дефекты в по-лупроводниках. / JI. Н. Александров, М. И. Зотов // Новосибирск: Наука. 1979. 158 с.
- Бондарь И. В. Фоточувствительные структуры на кристаллах In2S3 / И. В. Бондарь и др.// Физ. и тех. полупроводников. 2003. — Т. 37. — Вып. 11.- с. 1346 -1348.
- Варцаб’юк О. М. Оптичш та структуры властивост1 тонких шнвок CuInS2 / О.М. Варцаб’юк и др.// Ф1зика i Х1м1я Твердого Тша. 2001. — Т. 2. — № 4. — С. 617−622.
- П. В. Скрипов Оценка термоустойчивости полимерной жидкости методом управляемого импульсного нагрева / П. В. Скрипов, А. А. Старостин, Д. В. Волос-ников // Журнал технической физики. -1999. -Т. 69. -вып. 12. С. 92 —94.
- Андреев С. Н. Моделирование взрывного вскипания при им-пульсном лазерном воздействии / С. Н. Андреев, С. В. Орлов, А. А. Самохин // Труды института общей физики им. A.M. Прохорова. -2004. Т. 60. — С. 127 -148.
- ЮЗ.Рудаш В. К,. Воздействие излучения С02 — лазера на крупные ка-пли ортофос-форной кислоты, воды и ледяные кристаллы сферической формы / В. К. Рудаш // Квантовая электроника. -1994. № 2. — С. 137−141.
- Милне А. Гетеропереходы и переходы металл -полупроводник. / А. Милне, Д. Фойхт // М.: Мир. 1975. 432 С.
- Новоселова А. В. Давление пара летучих халькогенидов металлов / А. В. Новоселова, А. С. Пашинкин. // М.: Наука. -1977. -112 с.
- Зломанов В. П. Р-Т-х диаграммы состояния систем металл хальклген / В. П, Зломанов, А. В. Новоселова. // М.: Наука. -1987. -178 с.
- Завражнов А. Ю. Исследование Р-Т-х диаграмм халькогенидов галлия при помощи вспомогательного компонента / А. Ю. Завражнов // Журнал Неорг. химии. — 2003. -Т.48, № 10. -С. 1722 -1736.
- Медведева 3. С. Халькогениды элементов III Б подгруппы перио-дической системы / З. С. Медведева. // М.: Наука. -1968. -216 с.