Глава 2. МЕТОДЫ ОСАЖДЕНИЯ ТОНКИХ ПЛЕНОК

2.1 Введение

Образование зародышевых центров, микроструктура растущих тонких пленок и, следовательно, их физические свойства зависят от применяемого метода осаждения и параметров этого процесса. Двумерные слои толщиной от нескольких десятых долей нанометра до сотен микрометров могут быть получены с помощью большого количества так называемых тонкопленочных и толстопленочных методов. Толстопленочные методы связаны с осаждением пленок какого-либо вещества из приготовленных на его основе паст или растворов. Оба вида технологических методов обеспечивают получение тонкопленочных материалов с различной микроструктурой и широким диапазоном свойств.

При использовании тонкопленочных солнечных элементов большой площади в наземных условиях учитываются не только их энергетические характеристики, но и экономические показатели. Это обусловливает необходимость применения методов как тонкопленочной, так и толстопленочной технологии, которые удовлетворяют таким требованиям, как простота, низкая стоимость, возможность создания однородных пленок большой площади и управления процессом осаждения, а также позволяют получать пленки с определенными структурными, физико-химическими и электрооптическими свойствами. Методы осаждения подробно рассмотрены в литературе [1-6]. В данной главе представлен краткий обзор методов, которые в наибольшей степени подходят для получения пленок, используемых в солнечных элементах. Особо выделен ряд новых перспективных методов, которые до сих пор не освещались.

Процесс осаждения тонкой пленки состоит из трех этапов:

1) получение вещества в виде атомов, молекул или ионов,

2) перенос этих частиц через промежуточную среду, 3) конденсация частиц на подложке. В зависимости от того, каким

способом были получены частицы пара: с использованием физического (термическое испарение или ионное распыление), химического или электрохимического процессов, можно провести следующую классификацию методов осаждения: 1) физическое осаждение из паровой фазы, 2) химическое осаждение из паровой фазы, 3) химическое осаждение из раствора, 4) электрохимическое осаждение. На основе методов физического и химического осаждения из паровой фазы разработаны комбинированные, методы, такие, как реактивное испарение, реактивное ионное распыление и плазменное осаждение. В последующих разделах рассматриваются основные принципы и характерные особенности различных методов осаждения тонких пленок.