Пленки ITO, нанесенные на кремний методом CVD

Кабулов Р.Р., Кутлимратов А., Саидов А.С., Хажиев М.У., Жураев Х.Н.

Abstract

УДК 539.216.2:539.234,544.032.4

Усовершенствованным CVD-методом в квазизамкнутом объеме при нормальном атмосферном давлении получены пленки ITO на поликристаллических кремниевых подложках р-типа проводимости путем термического разложения паров спиртовых растворов хлористого индия и хлористого олова. С целью выяснения зависимоcти свойств пленок ITO от температуры подложки и соотношения X = SnO₂/In₂O₃ синтез слоев производился в интервале температур 170–500 ºС при различных соотношениях X. Технологические режимы синтеза задавались путем регулирования температуры подложки и испарителей, на которые подаются спиртовые растворы хлоридов индия и олова, а также изменением соотношения компонентов и скорости подачи раствора. При таких условиях синтеза скорость роста пленок составляла ~0,5–1,0 мкм/час, что намного выше, чем в случае спрей-пиролиза в аналогичных условиях. Толщины пленок ITO определялись как с помощью интерференционного микроскопа МИИ-4, так и по спектру пропускания; толщины пленок составляют ~3 мкм. Исследована зависимость удельного сопротивления пленок ITO от температуры подложки, и показано, что пленки, полученные при температурах подложки 240–260 °C, обладают относительно низким удельным сопротивлением, приемлемым для применения в солнечных элементах. Проведен анализ спектра рентгенограммы пленок ITO путем идентификации с картой 00-006-0416 (In₂O3 cubic) из базы (JCPDS). Рассчитано среднее значение постоянной решетки, которое составляло а = 10,1273 Å. Это немного больше параметра решетки чистого In₂O₃ (10,1195 Å), что связано с присутствием Sn, влияющего на поведение ионов кислорода.

Ключевые слова: пленки ITO, метод CVD, удельное сопротивление, кристаллическая структура, фазовый состав, дифрактограмма, параметр решетки.

Indium tin oxide (ITO) films on polycrystalline p-silicon substrates were obtained by an improved chemical vapor deposition method in a quasi-closed volume at the normal atmospheric pressure by thermal decomposition of vapors of alcoholic solutions of indium chloride and tin chloride. In order to clarify the dependence of the properties of ITO films on the substrate temperature and the ratio X = SnO₂/In₂O₃, the layers were synthesized in the temperature range 170–500 ºС in various X ratios solutions of indium and tin chlorides. The technological modes of the synthesis were set by controlling the temperature of the substrate and evaporators, to which alcoholic solutions of indium and tin chlorides were supplied, as well as by changing the ratio of the components and the rate of supply of the solution. Under such synthesis conditions, the film growth rate was ~0.5–1.0 µm/h, which is much higher than in the case of spray pyrolysis under similar conditions. The thicknesses of ITO films were determined by using an MII-4 interference microscope and the transmission spectrum; the film thicknesses amounted to 3 μm. The dependence of the resistivity of ITO films on the substrate temperature has been studied. It was shown that the films obtained at the substrate temperatures of 240–260 °C had a relatively low resistivity, so the films are of interest for solar cells applications. The X-ray spectra of ITO films were analyzed by identification with the map 00-006-0416 (In2O3, cubic) from the Joint Committee on Powder Diffraction Standard database. The average value of the lattice constant was calculated, and it was a = 10.1273 Å, that being slightly larger than the lattice parameter of pure In₂O₃ (10.1195 Å), which is associated with the presence of Sn that affects the behavior of oxygen ions.

Keywords: indium tin oxide films, chemical vapor deposition method, resistivity, crystal structure, phase composition, diffraction pattern, lattice parameter.

Download full-text PDF. 14 downloads

Menu

Vol. 60 (2024), Issue 6, p. 25-31

Пленки ITO, нанесенные на кремний методом CVD

Abstract