2.3.1.5 Получение соединений, содержащих легирующие примеси, и сплавов

Для получения легированных пленок сульфидов и селенидов кадмия, цинка и свинца, а также их сплавов рядом исследователей [20, 28, 30, 36, 37, 39, 40] успешно применялся совместный пиролиз нескольких веществ. Для осуществления этого процесса подбирают определенные соли, а затем их общий

Рис. 2.7. Зависимости отношения концентраций атомов олова и индия в пленках от состава распыляемого раствора при использовании различных подложек [47].

раствор распыляют с помощью одного пульверизатора или же для распыления раствора каждой соли используют отдельный пульверизатор. Для легирования пленок индием и галлием Дишотлз и др. [61, 62] применяли различные газы-носители. Памплин и Фигелсон [63, 64] получили разнообразные трех-, четырех- и пятикомпонентные соединения олова (очень твердые материалы) и халькопириты.

Важно отметить, что между составом пленки и составом распыляемого раствора прямой связи не существует. Для любого соединения эту зависимость необходимо определить эмпирическим путем. При получении пленок для каждого конкретного состава подбиралась соответствующая температура подложки [39], благодаря чему при всех возможных относительных концентрациях кадмия и цинка пленки имели такой же состав, как и распыляемый раствор. При отклонении температуры подложки от оптимальной образуются пленки, обогащенные цинком или кадмием. При осаждении пленок других соединений, например оксида олова легированного фтором, когда один из компонентов имеет низкое давление паров или образует летучее газообразное вещество, пленка может очень сильно отличаться по составу от распыляемого раствора. Обычно при отношении концентраций атомов фтора и олова в исходном растворе, равном 0,38, концентрация фтора в пленках не превышает йескольких процентов [65]. В то же время в пленках легированных легированных отношения концентраций атомов совпадают с их значениями в растворе. Состав пленок зависит от природы материала подложки, как это показано на рис. 2.7 на примере пленок осажденных на поверхность кремния и стекла марки пирекс [47].

Таблица 2.4. (см. скан) Типичные составы распыляемых растворов [43]

Для легирования пленок оксида олова в качестве примесей применяют металлы: [69, 71], Те [43] и [72], а также металлоиды: [65] и смесь [73]. Пленки оксида индия легируют [75], а также и смесью [76].

Некоторые исследователи [58, 77, 78] с помощью совместного пиролиза осаждали пленки, состоявшие из гетерогенной смеси оксида и сульфида. При распылении смеси растворов и тиомочевины ими были получены пленки в которых формировался на границах зерен в виде выделившейся фазы.

Помимо совместного пиролиза можно осуществлять пиролиз последовательно распыляемых растворов разного состава и

получать при этом многослойные пленки, состоящие из различных материалов, или пленки с плавно изменяющимся по толщине составом. В лаборатории, сотрудниками которой являются авторы книги, последовательный пиролиз применялся при изготовлении солнечных элементов на основе для нанесения пленок неоднородно легированных алюминием.

В табл. 2.4 приведены составы растворов, обычно используемых для осаждения тонких оксидных пленок методом пульверизации с последующим пиролизом.