Вплив нагрівання газу і RF потужності розпилення на електричні, структурні та оптичні властивості тонких плівок ITO

У роботі пропонується дослідити вплив нагрівання газу та RF потужності розпилення на електричні, структурні та оптичні властивості тонких плівок оксиду індію для застосувань у сонячних елементах. Ці тонкі плівки готували на слаболегованій кремнієвій пластині методом RF-розпилення у середовищі Ar при кімнатній температурі і тиску 8·10 ^– 3 мбар. Параметри процесу, такі як RF потужність і відпал після осадження, змінювалися для того, щоб визначити їх залежність від електричних, структурних і оптичних властивостей тонких плівок ITO. Морфологію та вимірювання товщини шару (з поперечним перерізом) досліджували методом скануючої електронної мікроскопії, а для визначення шорсткості поверхні застосовували атомну силову мікроскопію. Залежність питомого опору, рухливості та концентрації носіїв цих плівок досліджували за допомогою ефекту Холла шляхом зміни RF потужності та термічного відпалу. Спектроскопічна еліпсометрія також використовувалася для визначення показника заломлення, товщини, шорсткості, пористості та оптичної ширини забороненої зони плівок. Таким чином, оптичний коефіцієнт пропускання у видимій області виявився вище 85 %; низький питомий опір і висока рухливість становили, відповідно, 2.09·10 ^– 4 Ом·см і 35.81 см²/(V·s) для товщини зразка 200 нм, RF потужності 150 Вт, і відпалу при 400 °С протягом 10 хв при швидкому термічному відпалі під дією N₂. Рентгенівська дифракція тонких плівок показала кращу орієнтацію вздовж напряму (222), яка забезпечує високу ступінь кристалічності для всіх відпалених N₂ зразків. Рентгенівська фотоелектронна спектроскопія використовувалася для визначення станів окислення та елементного вмісту у плівках. Представлені результати морфології поверхні, електричні та оптичні властивості плівки ITO.