Электропроводящие тонкие пленки для BaCuTeF прозрачных контактов в полупроводниковой электронике
Исследованы химический состав и физические свойства тонких пленок BaCuTeF. Показана возможность улучшения электрических параметров пленок путем добавления в них избыточной меди....
Збережено в:
| Дата: | 2008 |
|---|---|
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
2008
|
| Назва видання: | Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/52541 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Электропроводящие тонкие пленки для BaCuTeF прозрачных контактов в полупроводниковой электронике / З.Ю. Готра, Дж. Тейт, Р. Кикинеши, А.А. Закутаев, Л.М. Ракобовчук // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2008. — № 6. — С. 54-57. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-52541 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-525412014-01-05T03:14:33Z Электропроводящие тонкие пленки для BaCuTeF прозрачных контактов в полупроводниковой электронике Готра, З.Ю. Тейт, Дж. Кикинеши, Р. Закутаев, А.А. Ракобовчук, Л.М. Материалы электроники Исследованы химический состав и физические свойства тонких пленок BaCuTeF. Показана возможность улучшения электрических параметров пленок путем добавления в них избыточной меди. 2008 Article Электропроводящие тонкие пленки для BaCuTeF прозрачных контактов в полупроводниковой электронике / З.Ю. Готра, Дж. Тейт, Р. Кикинеши, А.А. Закутаев, Л.М. Ракобовчук // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2008. — № 6. — С. 54-57. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. 2225-5818 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/52541 ru Технология и конструирование в электронной аппаратуре Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Материалы электроники Материалы электроники |
| spellingShingle |
Материалы электроники Материалы электроники Готра, З.Ю. Тейт, Дж. Кикинеши, Р. Закутаев, А.А. Ракобовчук, Л.М. Электропроводящие тонкие пленки для BaCuTeF прозрачных контактов в полупроводниковой электронике Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| description |
Исследованы химический состав и физические свойства тонких пленок BaCuTeF. Показана возможность улучшения электрических параметров пленок путем добавления в них избыточной меди. |
| format |
Article |
| author |
Готра, З.Ю. Тейт, Дж. Кикинеши, Р. Закутаев, А.А. Ракобовчук, Л.М. |
| author_facet |
Готра, З.Ю. Тейт, Дж. Кикинеши, Р. Закутаев, А.А. Ракобовчук, Л.М. |
| author_sort |
Готра, З.Ю. |
| title |
Электропроводящие тонкие пленки для BaCuTeF прозрачных контактов в полупроводниковой электронике |
| title_short |
Электропроводящие тонкие пленки для BaCuTeF прозрачных контактов в полупроводниковой электронике |
| title_full |
Электропроводящие тонкие пленки для BaCuTeF прозрачных контактов в полупроводниковой электронике |
| title_fullStr |
Электропроводящие тонкие пленки для BaCuTeF прозрачных контактов в полупроводниковой электронике |
| title_full_unstemmed |
Электропроводящие тонкие пленки для BaCuTeF прозрачных контактов в полупроводниковой электронике |
| title_sort |
электропроводящие тонкие пленки для bacutef прозрачных контактов в полупроводниковой электронике |
| publisher |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| publishDate |
2008 |
| topic_facet |
Материалы электроники |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/52541 |
| citation_txt |
Электропроводящие тонкие пленки для BaCuTeF прозрачных контактов в полупроводниковой электронике / З.Ю. Готра, Дж. Тейт, Р. Кикинеши, А.А. Закутаев, Л.М. Ракобовчук // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2008. — № 6. — С. 54-57. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. |
| series |
Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| work_keys_str_mv |
AT gotrazû élektroprovodâŝietonkieplenkidlâbacutefprozračnyhkontaktovvpoluprovodnikovojélektronike AT tejtdž élektroprovodâŝietonkieplenkidlâbacutefprozračnyhkontaktovvpoluprovodnikovojélektronike AT kikinešir élektroprovodâŝietonkieplenkidlâbacutefprozračnyhkontaktovvpoluprovodnikovojélektronike AT zakutaevaa élektroprovodâŝietonkieplenkidlâbacutefprozračnyhkontaktovvpoluprovodnikovojélektronike AT rakobovčuklm élektroprovodâŝietonkieplenkidlâbacutefprozračnyhkontaktovvpoluprovodnikovojélektronike |
| first_indexed |
2025-07-05T04:03:25Z |
| last_indexed |
2025-07-05T04:03:25Z |
| _version_ |
1836778212102766592 |
| fulltext |
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2008, ¹ 6
54
ÌÀÒÅÐÈÀËÛ ÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÈ
Äàòà ïîñòóïëåíèÿ â ðåäàêöèþ
29.05 2008 ã.
Îïïîíåíò ä. õ. í. Â. Í. ÒÎÌÀØÈÊ
(ÈÔÏ èì. Â. Å. Ëàøêàð¸âà, ã. Êèåâ)
Ä. ò. í. Ç. Þ. ÃÎÒÐÀ, ïðîô. Äæ. ÒÅÉÒ, Ð. ÊÈÊÈÍÅØÈ,
À. À. ÇÀÊÓÒÀÅÂ, ê. ò. í. Ë. Ì. ÐÀÊÎÁÎÂ×ÓÊ
Óêðàèíà, ã. Ëüâîâ, Íàö. óí-ò «Ëüâîâñêàÿ ïîëèòåõíèêà»;
CØÀ, ã. Êîðâàëëèñ, øòàò Îðåãîí, Ãîñ. óí-ò øòàòà Îðåãîí.
E-mail: larar@svitonline.com; zakutaya@onid.oregonstate.edu
ÝËÅÊÒÐÎÏÐÎÂÎÄßÙÈÅ ÒÎÍÊÈÅ ÏËÅÍÊÈ ÄËß BaCuTeF
ÏÐÎÇÐÀ×ÍÛÕ ÊÎÍÒÀÊÒÎÂ
 ÏÎËÓÏÐÎÂÎÄÍÈÊÎÂÎÉ ÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÅ
Èññëåäîâàíû õèìè÷åñêèé ñîñòàâ è ôèçè-
÷åñêèå ñâîéñòâà òîíêèõ ïëåíîê BaCuTeF.
Ïîêàçàíà âîçìîæíîñòü óëó÷øåíèÿ ýëåê-
òðè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ ïëåíîê ïóòåì
äîáàâëåíèÿ â íèõ èçáûòî÷íîé ìåäè.
Îäíîé èç âàæíûõ ïðîáëåì ïðè ïðîèçâîäñòâå ýëåê-
òðîííîé àïïàðàòóðû ÿâëÿåòñÿ èçãîòîâëåíèå íàäåæíûõ
ýëåêòðè÷åñêèõ êîíòàêòîâ ê ýëåìåíòàì ïîëóïðîâîä-
íèêîâûõ ïðèáîðîâ. Îáåñïå÷åíèå âûñîêîãî êà÷åñòâà
êîíòàêòîâ � ýòî íåîáõîäèìîå óñëîâèå ýôôåêòèâíîé
ðàáîòû äèîäîâ, òðàíçèñòîðîâ è äðóãèõ ýëåìåíòîâ ñî-
âðåìåííîé ïîëóïðîâîäíèêîâîé òåõíèêè. Îñîáåííî
âàæíûì ýòî óñëîâèå ñòàíîâèòñÿ äëÿ ïðîçðà÷íûõ ïî-
ëóïðîâîäíèêîâ ð-òèïà. Ýòè ìàòåðèàëû ìîãóò áûòü
èñïîëüçîâàíû â ñîëíå÷íûõ ýëåìåíòàõ òðåòüåãî ïîêî-
ëåíèÿ, ãîëóáûõ è óëüòðàôèîëåòîâûõ ñâåòîäèîäàõ,
ïðîçðà÷íûõ òðàíçèñòîðàõ, ýëåêòðîííûõ öåïÿõ è â äðó-
ãèõ ïðèáîðàõ ñîâðåìåííîé ýëåêòðîíèêè [1].
Äëÿ ïîëó÷åíèÿ îìè÷åñêîãî êîíòàêòà ê ïîëóïðî-
âîäíèêó ð-òèïà íåîáõîäèìî, ÷òîáû ðàáîòà âûõîäà êîí-
òàêòíîãî ìåòàëëà áûëà íå ìåíüøå ýíåðãåòè÷åñêîãî
ðàññòîÿíèÿ ìåæäó óðîâíåì âàêóóìà è ìàêñèìóìîì
âàëåíòíîé çîíû ïîëóïðîâîäíèêà. Äëÿ ïðîçðà÷íûõ ïî-
ëóïðîâîäíèêîâ ð-òèïà ýòî ðàññòîÿíèå ìîæåò áûòü
áîëüøå, ÷åì ðàáîòà âûõîäà ëþáîãî èç èçâåñòíûõ
ìåòàëëîâ. Ñëåäîâàòåëüíî, èçãîòîâëåíèå íà èõ îñíîâå
îìè÷åñêèõ êîíòàêòîâ ñòàíîâèòñÿ íåâîçìîæíûì. Àëü-
òåðíàòèâîé ýòîìó ìîæåò áûòü èñïîëüçîâàíèå â êà÷å-
ñòâå êîíòàêòà ñèëüíî ëåãèðîâàííûõ ïîëóïðîâîäíè-
êîâ ð-òèïà (ð++-ïîëóïðîâîäíèêîâ). Ýòî äàåò âîçìîæ-
íîñòü ýôôåêòèâíîé èíæåêöèè íîñèòåëåé çàðÿäà ñ ïî-
ìîùüþ òóííåëüíîãî ýôôåêòà ÷åðåç îáðàçîâàâøèéñÿ
áàðüåð Øîòòêè. Äîêàçàòåëüñòâîì ïðàêòè÷åñêîé ðåà-
ëèçàöèè ýòîãî ïîäõîäà ê èçãîòîâëåíèþ êîíòàêòîâ äëÿ
ïðîçðà÷íûõ ïîëóïðîâîäíèêîâ ð-òèïà ÿâëÿåòñÿ èñïîëü-
çîâàíèå ð++-NiO äëÿ èçãîòîâëåíèÿ óëüòðàôèîëåòîâî-
ãî ñâåòîäèîäà íà îñíîâå ãîìîïåðåõîäà ð-ZnO/n-ZnO
[2]. Íàëè÷èå ð++-êîíòàêòîâ ñ áîëüøîé ðàáîòîé âûõî-
äà òàêæå íåîáõîäèìî äëÿ ñíèæåíèÿ ðàáî÷åãî íàïðÿ-
æåíèÿ îðãàíè÷åñêèõ ñâåòîäèîäîâ. Ýêñïåðèìåíòàëü-
íî äîêàçàíî, ÷òî çàìåíà ëåãèðîâàííîãî îëîâîì îê-
ñèäà èíäèÿ (ITO) íà ñèëüíî ëåãèðîâàííûé ïðîçðà÷-
íûé ïîëóïðîâîäíèê ð-òèïà â äâà ðàçà óìåíüøàåò êîí-
òàêòíûé ýíåðãåòè÷åñêèé áàðüåð íà ãðàíèöå ñ N,N′-
äèôåíèë-N,N′-áèñ(1,1′- 3,4 áèôåíèë)-4,4′-äèàìèíîì
(NPB) [3].
Íåîáõîäèìûì óñëîâèåì ïîëó÷åíèÿ âûñîêîêà÷å-
ñòâåííîãî ð++-êîíòàêòà ÿâëÿåòñÿ áîëüøàÿ êîíöåíòðà-
öèÿ äûðîê â íåì (áîëüøå 1019 ñì�3), à â îïòîýëåêò-
ðîííûõ ïðèáîðàõ çà÷àñòóþ ð++-êîíòàêò äîëæåí áûòü
åùå è ïðîçðà÷íûì. Íà ñåãîäíÿøíèé äåíü èçâåñòíî
íåñêîëüêî êëàññîâ øèðîêîçîííûõ ïîëóïðîâîäíèêîâ
ñ äûðî÷íûì òèïîì ïðîâîäèìîñòè. Ïîëó÷åíèå íåîá-
õîäèìîé êîíöåíòðàöèè äûðîê â ëåãèðîâàííûõ îêñè-
äàõ è íèòðèäàõ (ZnO, GaN, NiO) îáû÷íî çàòðóäíè-
òåëüíî. Ñðàâíèòåëüíî âûñîêàÿ êîíöåíòðàöèÿ äûðîê
ìîæåò áûòü äîñòèãíóòà â äåëàôîññèòàõ (CuMO2,
M=Al, Ñr, Ga è ò. ä.), íî òîëüêî çà ñ÷åò óìåíüøåíèÿ
ïðîçðà÷íîñòè. Íàèáîëåå ïåðñïåêòèâíûì ÿâëÿåòñÿ èñ-
ïîëüçîâàíèå äëÿ ýòèõ öåëåé íåäàâíî îòêðûòûõ ñëîè-
ñòûõ îêñè-õàëüêîãåíèäîâ [4] è õàëüêîãåíî-ôëîðèäîâ
[5]. Ýòè ìàòåðèàëû îáëàäàþò âñåìè íåîáõîäèìûìè
ñâîéñòâàìè äëÿ èçãîòîâëåíèÿ ïðîçðà÷íûõ âûñîêîïðî-
âîäèìûõ ð++-êîíòàêòîâ.
BaCuTeF � ýòî îäèí èç ïðåäñòàâèòåëåé ãðóïïû
ñëîèñòûõ õàëüêîãåíî-ôòîðèäîâ ñ øèðèíîé çàïðåùåí-
íîé çîíû ïîðÿäêà 3 ý [6]. Ïîëó÷åíèå òîíêèõ ïëåíîê
3. Êëåòî Ã. È., Öàëûé Â. Ç. Ðåíòãåíîñòðóêòóðíûå èññëåäîâà-
íèÿ òîíêèõ ïëåíîê PbS, ïîëó÷àåìûõ ìåòîäîì âàêóóìíîãî íàïû-
ëåíèÿ // Òåçèñû äîêë. Íàöèîí. êîíô. ïî ïðèìåíåíèþ ðåíòãåíî-
âñêîãî, ñèíõðîííîãî èçëó÷åíèÿ íàéòðîíîâ è ýëåêòðîíîâ äëÿ èñ-
ñëåäîâàíèÿ ìàòåðèàëîâ «ÐÑÍÝ-2007».� Ìîñêâà.� 2007.� Ñ. 285.
4. Ôðåéê Ä. Ì. Îñîáåííîñòè ÿâëåíèé ïåðåíîñà â òîíêèõ ïî-
ëóïðîâîäíèêîâûõ ïëåíêàõ.� Ìàòåðèàëû 11-é Ìåæäóíàð. êîíô.
«Ôèçèêà è òåõíîëîãèÿ òîíêèõ ïëåíîê».� Èâàíî-Ôðàíêîâñê.�
2007.� Ñ. 92�95.
5. Kumar Sushi, Khan M. A., Husai M. J. Photochemistry and
photophysics of coordination compounds: Lanthanides.� Mater.
Sci.� 2007.� Vol. 42, N 1.� P. 363�367.
6. Ñêèïåòðîâ Å. Ï., Ãîëóáåâ À. Â., Ñëûíêî Â. Å. Ðåçîíàíñíûé
óðîâåíü ãàëëèÿ â ñïëàâàõ // Ôèçèêà è òåõíèêà ïîëóïðîâîäíèêîâ.�
2007.� Ò. 41, ¹ 2.� Ñ. 149�153.
7. Ìóðãóçîâ Ì. È., Ãóðøóìîâ À. Ï., Ãàñàíîâ Ã. À. Íîâûå
íåîðãàíè÷åñêèå ìàòåðèàëû.� Áàêó: Ýëì, 1992.
8. Øêëîâñêèé Á. È., Ýôðîñ À. Ë. Ýëåêòðîííûå ñâîéñòâà ëåãè-
ðîâàííûõ ïîëóïðîâîäíèêîâ.� Ì.: Íàóêà, 1979.
9. Êó÷èñ Å. Â. Ãàëüâàíîìàãíèòíûå ýôôåêòû è ìåòîäû èõ
èññëåäîâàíèÿ.� Ì.: Ðàäèî è ñâÿçü, 1990.
10. Ñóäçóêè Å., Åñèíàãà Õ., Òàêåóòè Ñ. Äèíàìèêà äèñëîêàöèé
è ïëàñòè÷íîñòü.� Ì.: Ìèð, 1989.
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2008, ¹ 6
55
ÌÀÒÅÐÈÀËÛ ÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÈ
BaCuTeF ìåòîäîì èìïóëüñíîãî ëàçåðíîãî íàïûëåíèÿ
äàåò âûñîêóþ êîíöåíòðàöèþ äûðîê â ýòîì ìàòåðèàëå
(≈1020 ñì�3) áåç êàêîãî-ëèáî ñïåöèàëüíîãî äîáàâëå-
íèÿ ëåãèðóþùèõ ïðèìåñåé [7]. Â [8] áûëî ïîêàçàíî,
÷òî äîáàâëåíèå ìåäè â òîíêèå ïëåíêè BaCuTeF ïðî-
ñòûì òåõíîëîãè÷åñêèì ìåòîäîì ïðèâîäèò ê çíà÷è-
òåëüíîìó óëó÷øåíèþ èõ ýëåêòðîïðîâîäíîñòè è íå-
çíà÷èòåëüíîìó èçìåíåíèþ èõ îïòè÷åñêèõ ñâîéñòâ.
Âîçìîæíîñòü èñïîëüçîâàíèÿ ïîëèêðèñòàëëè÷åñêèõ
ïëåíîê BaCuTeF ñ èçáûòêîì ìåäè â ôóíêöèîíàëüíûõ
ïðèáîðàõ ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðû íåäàâíî áûëà äî-
êàçàíà íà ïðàêòèêå [9]. Äàëüíåéøåå èçãîòîâëåíèå ïðî-
çðà÷íûõ âûñîêîêà÷åñòâåííûõ êîíòàêòîâ ð-òèïà èç ýòî-
ãî ìàòåðèàëà òðåáóåò ïîäòâåðæäåíèÿ ïîëó÷åííûõ ðà-
íåå ðåçóëüòàòîâ ñ ïîìîùüþ äðóãèõ ýêñïåðèìåíòàëü-
íûõ ìåòîäîâ, à òàêæå áîëåå ïîäðîáíîãî èçó÷åíèÿ
ñòðóêòóðíûõ, õèìè÷åñêèõ è ýëåêòðîôèçè÷åñêèõ
ñâîéñòâ ïîëèêðèñòàëëè÷åñêèõ ïëåíîê BaCuTeF.
Ýêñïåðèìåíò
Òîíêèå ïëåíêè BaCuTeF ñ èçáûòêîì ìåäè áûëè
ïîëó÷åíû ìåòîäîì èìïóëüñíîãî ëàçåðíîãî íàïûëå-
íèÿ íà ñòåêëÿííóþ ïîäëîæêó, ïîäîãðåòóþ äî 400°Ñ.
Äëÿ ïîëó÷åíèÿ ïëåíîê ñ èçáûòêîì ìåäè ïðîâîäèëîñü
ïîî÷åðåäíîå íàïûëåíèå ñ ìèøåíåé êåðàìè÷åñêîãî
BaCuTeF è ìåòàëè÷åñêîé ìåäè. Èçáûòîê ìåäè â ïëåí-
êàõ êîíòðîëèðîâàëñÿ ñ ïîìîùüþ èçìåíåíèÿ êîëè÷å-
ñòâà ëàçåðíûõ èìïóëüñîâ íà ìåäíóþ ìèøåíü ïðè
ïîñòîÿííîì êîëè÷åñòâå èìïóëüñîâ íà ìèøåíè
BaCuTeF. Îñòàëüíûå òåõíîëîãè÷åñêèå ïîäðîáíîñòè
ïîëó÷åíèÿ ïëåíîê áûëè îïèñàíû íàìè ðàíåå [8].
Õèìè÷åñêèé ñîñòàâ ïëåíîê èçó÷àëñÿ ìåòîäîì ðåíò-
ãåíîâñêîãî ìèêðîàíàëèçà ñ ïîìîùüþ ýëåêòðîííîãî
ìèêðîçîíäà Cameca SX50, îñíàùåííîãî ýíåðãîäèñ-
ïåðñèîííûì ñïåêòðîìåòðîì (EDX). Â îñíîâå ýòîãî
ìåòîäà ëåæèò ñëåäóþùèé ïðèíöèï: óñêîðåííûé ýëåê-
òðîííûé ïó÷îê, ïîïàäàÿ â èññëåäóåìûé îáðàçåö, âû-
áèâàåò ýëåêòðîíû, ÷òî âûçûâàåò ðåíòãåíîâñêîå èçëó-
÷åíèå, õàðàêòåðíîå äëÿ õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ, èç êî-
òîðûõ ñîñòîèò âåùåñòâî. Êîíöåíòðàöèè ýëåìåíòîâ
îïðåäåëÿþòñÿ ïî èíòåíñèâíîñòè ýòîãî èçëó÷åíèÿ. Äëÿ
ïîâûøåíèÿ òî÷íîñòè ðåçóëüòàòîâ ðåíòãåíîâñêîãî ìèê-
ðîàíàëèçà òîíêèõ ïëåíîê ýêñïåðèìåíòû ïðîâîäèëèñü
ïðè òðåõ ðàçíûõ óñêîðÿþùèõ íàïðÿæåíèÿõ ýëåêòðîí-
íîãî ïó÷êà (10, 15 è 20 êÂ). Âî èçáåæàíèå íàêîïëå-
íèÿ çàðÿäà è èñêàæåíèÿ ðåçóëüòàòîâ ýêñïåðèìåíòà ïî-
âåðõíîñòü ïëåíîê ïðåäâàðèòåëüíî ïîêðûâàëàñü òîí-
êèì ñëîåì ãðàôèòà. Ðåçóëüòàòû îáðàáàòûâàëèñü ñ ïî-
ìîùüþ ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ Probe for Windows
è Stratagem.
Ñòðóêòóðà ïîâåðõíîñòè òîíêèõ ïëåíîê BaCuTeF
èçó÷àëàñü ìåòîäîì ñêàíèðóþùåé ýëåêòðîííîé ìèê-
ðîñêîïèè ñ èñïîëüçîâàíèåì ìèêðîñêîïà Zeiss Ultra
(Mark II). Äëÿ ïîëó÷åíèÿ âûñîêîãî êà÷åñòâà ñíèì-
êîâ ïîâåðõíîñòè ïëåíêè ýêñïåðèìåíòû ïðîâîäèëèñü
ñ ïîìîùüþ äåòåêòîðà âòîðè÷íûõ ýëåêòðîíîâ. Çåðíè-
ñòîñòü ïîâåðõíîñòè ïîëèêðèñòàëëè÷åñêîé ïëåíêè èçó-
÷àëàñü ñ ïîìîùüþ äåòåêòîðà îòðàæåííûõ ýëåêòðî-
íîâ. Âñå âûøåóïîìÿíóòûå ýêñïåðèìåíòû ïðîâîäè-
ëèñü ïðè äîñòàòî÷íî íèçêîì óñêîðÿþùåì íàïðÿæå-
íèè ýëåêòðîííîãî ïó÷êà (3 êÂ), ÷òîáû èçáåæàòü íà-
êîïëåíèÿ ýëåêòðè÷åñêîãî çàðÿäà íà òîíêîé ïëåíêå è
íå äîïóñòèòü ñíèæåíèÿ ðàçðåøåíèÿ ñêàíèðóþùåãî
ýëåêòðîííîãî ìèêðîñêîïà.
Èçó÷åíèå ýëåêòðè÷åñêèõ ñâîéñòâ òîíêèõ ïëåíîê
BaCuTeF ïðîâîäèëîñü ïî ìåòîäó Âàí äåð Ïàó íà óñ-
òàíîâêå Lakeshore 7504. Äëÿ îáåñïå÷åíèÿ òî÷å÷íîñ-
òè êîíòàêòîâ òîíêèå ïëåíêè áûëè íàíåñåíû íà ïîä-
ëîæêó ñ ïîìîùüþ ìàñêè â ôîðìå êðåñòà.  êà÷åñòâå
êîíòàêòîâ ê ïëåíêå èñïîëüçîâàëñÿ ïðèïîé íà îñíîâå
èíäèÿ. Ñâîéñòâà êîíòàêòîâ áûëè ïðîâåðåíû ñíÿòèåì
âîëüò-àìïåðíûõ õàðàêòåðèñòèê äëÿ êàæäîé èç ïàð êîí-
òàêòîâ. Äëÿ îïðåäåëåíèÿ ýëåêòðîôèçè÷åñêèõ ñâîéñòâ
ïëåíîê, òàêèõ êàê êîíöåíòðàöèÿ íîñèòåëåé òîêà è èõ
ïîäâèæíîñòü, áûëè èçìåðåíû óäåëüíîå ñîïðîòèâëå-
íèå è êîýôôèöèåíò Õîëëà. Êîýôôèöèåíò Õîëëà èçìå-
ðÿëñÿ ïðè ïîòîêå ìàãíèòíîãî ïîëÿ 2,75 Të. Òîëùèíà
ïëåíîê èçìåðÿëàñü ñ ïîìîùüþ ìåòîäà îïòè÷åñêîé
èíòåðôåðåíöèè â âèäèìîé îáëàñòè ñïåêòðà.
Ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé è èõ îáñóæäåíèå
Ðàçðàáîòêà ìåòîäîâ êîíòðîëÿ ýëåêòðè÷åñêèõ
ñâîéñòâ ïîëóïðîâîäíèêîâ � ýòî îäíà èç ôóíäàìåí-
òàëüíûõ çàäà÷ òåõíîëîãèè èçãîòîâëåíèÿ ýëåêòðîííîé
àïïàðàòóðû. Èçìåíåíèå ïðîâîäèìîñòè êðåìíèÿ è ãåð-
ìàíèÿ îáû÷íî îñóùåñòâëÿåòñÿ ñ ïîìîùüþ ëåãèðîâà-
íèÿ.  ñëó÷àå ìíîãîêîìïîíåíòíûõ ïîëóïðîâîäíèêîâ
ýëåêòðîïðîâîäíîñòü ìîæåò òàêæå áûòü èçìåíåíà çà
ñ÷åò èçìåíåíèÿ ñòåõèîìåòðèè ìàòåðèàëà. Ïðè èñïîëü-
çîâàíèè ýòîãî ìåòîäà âàæíî òî÷íî çíàòü è êîíòðîëè-
ðîâàòü êîíöåíòðàöèþ õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ â ñîñòà-
âå ïîëóïðîâîäíèêà.
Íà ðèñ. 1 ïîêàçàíà çàâèñèìîñòü èçáûòî÷íîãî êî-
ëè÷åñòâà ìåäè â ïëåíêå BaCuTeF îò êîëè÷åñòâà ìåäè,
ðàñïûëåííîé ñ ìåäíîé ìèøåíè. Ýòà çàâèñèìîñòü â
èññëåäîâàííîì äèàïàçîíå îïèñûâàåòñÿ ôîðìóëîé
y=0,12 lnx�0,6. Âûñîêàÿ òî÷íîñòü àïïðîêñèìàöèè ïî-
çâîëÿåò èçãîòàâëèâàòü ïëåíêè BaCuTeF ñ èçáûòêîì
ìåäè ïî çàðàíåå çàäàííûì òðåáîâàíèÿì è òî÷íî êîí-
òðîëèðîâàòü èõ ïàðàìåòðû, ÷òî ÿâëÿåòñÿ âàæíûì óñ-
ëîâèåì äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ äàííîé òåõíîëîãèè ïðè
èçãîòîâëåíèè âûñîêîïðîâîäÿùèõ ïðîçðà÷íûõ ð++-
êîíòàêòîâ äëÿ ïîòðåáíîñòåé ïîëóïðîâîäíèêîâîé ýëåê-
òðîíèêè.
Èç ðèñ. 1 ñëåäóåò òàêæå, ÷òî äîáàâëåíèå ìåäè â
ïëåíêè BaCuTeF âîçìîæíî íà óðîâíå 20% îòíîñè-
È
çá
û
òî
ê
ì
åä
è,
%
25
20
15
10
5
0
200 400 600 800 1000
Êîëè÷åñòâî ðàñïûëåííîé ìåäè, îòí. åä.
Ðèñ. 1. Çàâèñèìîñòü èçáûòêà ìåäè â òîíêîé ïëåíêå
BaCuTeF îò êîëè÷åñòâà ìåäè, ðàñïûëåííîé ñ ìåäíîé
ìèøåíè
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2008, ¹ 6
56
ÌÀÒÅÐÈÀËÛ ÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÈ
òåëüíî åå èçíà÷àëüíîé êîíöåíòðàöèè. Ýòî çíà÷åíèå
ÿâëÿåòñÿ äîñòàòî÷íî âûñîêèì. Äîáàâëåíèå áîëüøî-
ãî êîëè÷åñòâà èçáûòî÷íûõ àòîìîâ îäíîãî èç õèìè-
÷åñêèõ ýëåìåíòîâ â òîíêóþ ïëåíêó ìîæåò ïðèâåñòè ê
èçìåíåíèþ åå ôàçîâîãî ñîñòàâà.
Ðåçóëüòàòû ïðîâåäåííîãî ðàíåå ðåíòãåíîñòðóêòóð-
íîãî àíàëèçà [8] ñâèäåòåëüñòâóþò îá îòñóòñòâèè ðàç-
äåëåíèÿ ôàç â ïëåíêå íà ìåòàëëè÷åñêóþ ìåäü è
BaCuTeF. Â íàñòîÿùåé ðîáîòå ýòè âûâîäû áûëè ïðî-
âåðåíû ñ èñïîëüçîâàíèåì ñêàíèðóþùåãî ýëåêòðîí-
íîãî ìèêðîñêîïà ñ äåòåêòîðîì ðàññåÿííûõ ýëåêò-
ðîíîâ (ñì. ðèñ. 2). Èìåþùèéñÿ íåáîëüøîé êîíòðàñò
íà ãðàíèöàõ çåðåí íà ïîâåðõíîñòè ïëåíêè BaCuTeF
(ðèñ. 2, à) îáúÿñíÿåòñÿ íàëè÷èåì íåðîâíîñòåé. Àíà-
ëîãè÷íàÿ êàðòèíà íàáëþäàåòñÿ è íà ïîâåðõíîñòè ïëåí-
êè BaCuTeF ñ èçáûòêîì ìåäè (ðèñ. 2, á). Îòñþäà ìîæ-
íî ñäåëàòü çàêëþ÷åíèå, ÷òî äîáàâëåíèå èçáûòî÷íîé
ìåäè íå âåäåò ê ñåãðåãàöèè åå â ãðàíèöû çåðåí. Ýòà
õàðàêòåðèñòèêà òàêæå ÿâëÿåòñÿ íåîáõîäèìûì óñëî-
âèåì äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ òîíêèõ ïëåíîê BaCuTeF ñ
èçáûòêîì ìåäè.
Îäíèì èç âàæíåéøèõ óñëîâèé íàäåæíîñòè èçìå-
ðåíèÿ ýëåêòðè÷åñêèõ ñâîéñòâ ìàòåðèàëà ÿâëÿåòñÿ êà-
÷åñòâî êîíòàêòîâ ïðè ïðîâåäåíèè ýêñïåðèìåíòà. Ñâîé-
ñòâà êîíòàêòîâ ê ïëåíêàì BaCuTeF âî âðåìÿ èçìåðå-
íèé ýëåêòðè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ îïðåäåëÿëèñü ñíÿòè-
åì âîëüò-àìïåðíûõ õàðàêòåðèñòèê äëÿ êàæäîé èç ïàð
êîíòàêòîâ. Ëèíåéíîñòü âîëüò-àìïåðíûõ õàðàêòåðèñ-
òèê (ðèñ. 3) ñâèäåòåëüñòâóåò î òîì, ÷òî ðåçóëüòàòû
ýêñïåðèìåíòîâ ïî îïðåäåëåíèþ ýëåêòðè÷åñêèõ
ñâîéñòâ ïëåíîê BaCuTeF ìîæíî ñ÷èòàòü íàäåæíûìè.
Òèï ïðîâîäèìîñòè ïîëóïðîâîäíèêà îïðåäåëÿåòñÿ
çíàêîì êîýôôèöèåíòà Õîëëà. Êîýôôèöèåíò Õîëëà äëÿ
âñåõ ïëåíîê áûë ïîëîæèòåëüíûì, íåçàâèñèìî îò êî-
ëè÷åñòâà ìåäè â íèõ, ÷òî ñâèäåòåëüñòâóåò î äûðî÷-
íîé ïðîâîäèìîñòè BaCuTeF. Èç âñòàâêè íà ðèñ. 4
ìîæíî ñäåëàòü çàêëþ÷åíèå, ÷òî êîíöåíòðàöèÿ äûðîê
â ïëåíêàõ ïðàêòè÷åñêè íå çàâèñèò îò êîëè÷åñòâà äî-
áàâëåííîé ìåäè. (Òî÷íîñòü îïðåäåëåíèÿ êîíöåíòðà-
öèè äûðîê â ýòîì ýêñïåðèìåíòå îãðàíè÷åíà òî÷íîñ-
òüþ èçìåðåíèÿ òîëùèíû ïëåíîê.)
Ñ äðóãîé ñòîðîíû, ïîäâèæíîñòü íîñèòåëåé ýëåêò-
ðè÷åñêîãî çàðÿäà â ìàòåðèàëå îïðåäåëÿåòñÿ åãî âíóò-
ðåííèìè õàðàêòåðèñòèêàìè è ïîýòîìó íå çàâèñèò îò
òîëùèíû ïëåíêè. Ïîäâèæíîñòü äûðîê â ýòîì ýêñïå-
ðèìåíòå îïðåäåëÿëàñü îòíîøåíèåì êîýôôèöèåíòà
Õîëëà ê óäåëüíîìó ñîïðîòèâëåíèþ ìàòåðèàëà.
Èç ðèñ. 4 âèäíî, ÷òî ïîäâèæíîñòü äûðîê â ïëåí-
êàõ BaCuTeF ðàñòåò ëèíåéíî ñ óâåëè÷åíèåì èçáûòêà
ìåäè â íèõ è äîñòèãàåò çíà÷åíèÿ 0,65 ñì2/(·ñ). Ñëå-
äóåò òàêæå îòìåòèòü âûñîêîå ñðåäíåå çíà÷åíèå êîí-
öåíòðàöèè äûðîê â ïëåíêàõ (3,5·1020 ñì�3). Âìåñòå
ýòè ïàðàìåòðû îïðåäåëÿþò çíà÷åíèå óäåëüíîé ïðîâî-
äèìîñòè íà óðîâíå 40 Ñì/ñì, ÷òî íà ñåãîäíÿøíèé äåíü
ÿâëÿåòñÿ äîñòèæåíèåì äëÿ òîíêîïëåíî÷íûõ ïîëèêðèñ-
òàëëè÷åñêèõ ïðîçðà÷íûõ ïîëóïðîâîäíèêîâ ð-òèïà. Òà-
à) á)
Ðèñ. 2. Èçîáðàæåíèÿ ïîâåðõíîñòè ïëåíîê, ïîëó÷åííûå ñ ïîìîùüþ äåòåêòîðà ðàññåÿííûõ ýëåêòðîíîâ:
à � BaCuTeF; á � BaCuTeF ñ äîáàâëåíèåì èçáûòî÷íîé ìåäè
�20 �15 �10 �5 0 5 10 15 U, Â
I, ìêÀ
3
2
1
0
�1
�2
�3
�4
Ðèñ. 3. Âîëüò-àìïåðíàÿ õàðàêòåðèñòèêà êîíòàêòîâ ê ïëåí-
êàì BaCuTeF
Ï
îä
âè
æ
íî
ñò
ü
äû
ðî
ê,
ñ
ì
2 /
(Â
·ñ
) 0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25
Ê
îí
öå
íò
ðà
öè
ÿ
äû
ðî
ê,
10
20
ñ
ì
�3
6
5
4
3
2
1
0 0,1 0,2
Èçáûòîê ìåäè
Èçáûòîê ìåäè, âåñ. äîëè
Ðèñ. 4. Çàâèñèìîñòü ýëåêòðîôèçè÷åñêèõ ñâîéñòâ ïëåíîê
BaCuTeF îò èçáûòêà ìåäè â íèõ
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2008, ¹ 6
57
ÌÀÒÅÐÈÀËÛ ÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÈ
êèì îáðàçîì, òîíêèå ïëåíêè BaCuTeF ìîãóò áûòü èñ-
ïîëüçîâàíû äëÿ èçãîòîâëåíèÿ ïðîçðà÷íûõ ð++-êîíòàê-
òîâ ê ýëåìåíòàì ñîâðåìåííîé ýëåêòðîííîé òåõíèêè.
Êðîìå âûñîêîé òåõíîëîãè÷åñêîé öåííîñòè, ïîëó-
÷åííûå ðåçóëüòàòû ïðåäñòàâëÿþò áîëüøîé èíòåðåñ äëÿ
ôèçèêè. Âîïðîñ î ìåõàíèçìå ïîâûøåíèÿ ïîäâèæíî-
ñòè çàðÿäîâ áåç ñóùåñòâåííîãî èçìåíåíèÿ èõ êîí-
öåíòðàöèè òðåáóåò ïîäðîáíîãî èçó÷åíèÿ. Êàê èçâåñò-
íî, îòêëîíåíèå îò íîìèíàëüíîé ñòåõèîìåòðèè â ýïè-
òàêñèàëüíûõ ïîëóïðîâîäíèêîâûõ ïëåíêàõ îáû÷íî
âåäåò ê óìåíüøåíèþ ïîäâèæíîñòè íîñèòåëåé çàðÿäà
çà ñ÷åò ñîçäàíèÿ äåôåêòîâ â êðèñòàëëè÷åñêîé ñòðóê-
òóðå ïëåíêè. Äëÿ ïîëèêðèñòàëëè÷åñêèõ ïëåíîê íàè-
áîëüøàÿ êîíöåíòðàöèÿ äåôåêòîâ îáû÷íî íàáëþäàåò-
ñÿ âîçëå ãðàíèö çåðåí. Ñîîòâåòñòâåííî, îäíîé èç âîç-
ìîæíûõ ïðè÷èí ïîâûøåíèÿ ïîäâèæíîñòè äûðîê ìî-
æåò áûòü óìåíüøåíèå êîëè÷åñòâà äåôåêòîâ çà ñ÷åò
èçìåíåíèÿ ðàçìåðà çåðåí â ïîëèêðèñòàëëè÷åñêèõ
ïëåíêàõ. Âìåñòå ñ òåì, èçîáðàæåíèÿ, ïîëó÷åííûå ìå-
òîäîì ñêàíèðóþùåé ýëåêòðîííîé ìèêðîñêîïèè ñ äå-
òåêòèðîâàíèåì âòîðè÷íûõ ýëåêòðîíîâ (ðèñ. 5) äëÿ ïëå-
íîê BaCuTeF è BaCuTeF ñ èçáûòêîì ìåäè ïîêàçûâà-
þò, ÷òî äîáàâëåíèå èçáûòî÷íîé ìåäè íå èçìåíÿåò ðàç-
ìåðà çåðåí â ïîëèêðèñòàëëè÷åñêîé ïëåíêå BaCuTeF.
Ñëåäîâàòåëüíî, óëó÷øåíèå ïðîâîäèìîñòè ïëåíîê
BaCuTeF âñëåäñòâèå äîáàâëåíèÿ â íèõ ìåäè îïðåäå-
ëÿåòñÿ äðóãèìè ôàêòîðàìè.
Çàêëþ÷åíèå
Ïðîâåäåííûå èññëåäîâàíèÿ òîíêèõ ïëåíîê
BaCuTeF ïîêàçàëè, ÷òî äîáàâëåíèå èçáûòî÷íîé ìåäè
â ýòîò ìàòåðèàë ïðèâîäèò ê óëó÷øåíèþ åãî ýëåêòðî-
ôèçè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ è äàåò âîçìîæíîñòü òî÷íî êîí-
òðîëèðîâàòü ñâîéñòâà òàêèõ ïëåíîê áåç èçìåíåíèÿ èõ
ôàçîâîãî ñîñòàâà. Óñòàíîâëåíî, ÷òî óëó÷øåíèå ýëåê-
òðîïðîâîäíîñòè ïðîèñõîäèò çà ñ÷åò óâåëè÷åíèÿ ïîä-
âèæíîñòè äûðîê ïðè íåèçìåííîì ðàçìåðå çåðåí â
ñòðóêòóðå ïëåíêè. Ðåçóëüòàòû ýêñïåðèìåíòîâ äàþò îñ-
à) á)
Ðèñ. 5. Èçîáðàæåíèÿ ïîâåðõíîñòè ïëåíîê, ïîëó÷åííûå ñ ïîìîùüþ äåòåêòîðà âòîðè÷íûõ ýëåêòðîíîâ:
à � BaCuTeF; á � BaCuTeF ñ äîáàâëåíèåì èçáûòî÷íîé ìåäè
íîâàíèå óòâåðæäàòü, ÷òî òîíêèå ïëåíêè BaCuTeF ìî-
ãóò áûòü èñïîëüçîâàíû â êà÷åñòâå ïðîçðà÷íûõ ð++-
êîíòàêòîâ äëÿ ïðèìåíåíèÿ â ñîâðåìåííûõ ýëåìåíòàõ
ýëåêòðîííîé òåõíèêè.
ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÍÛÅ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ
1. Wager J. F., Keszler D. A., Presley R. E. Transparent
Electronics.� N.-York: Springer, 2008.
2. Chu S., Lim J. H., Mandalapu L. J. åt al. Sb-doped p-ZnO/Ga-
doped n-ZnO homojunction ultraviolet light emitting diodes // Applied
Physics Letters.� 2008.� Vol. 92.� P. 152103.
3. Yanagi H., Kikuchi M., Kim K. åt al. Low and small resistance
hole-injection barrier for NPB realized by wide-gap p-type degenerate
semiconductor, LaCuOSe:Mg // Organic Electronics.� 2008.� In
press, doi:10.1016/j.orgel.2008.03.004.
4. Kazushige U., Hidenori H., Masahiro H. et al. Wide-gap layered
oxychalcogenide semiconductors: Materials, electronic structures and
optoelectronic properties // Thin Solid Films.� 2006.� Vol. 496.�
P. 8�15.
5. Tate J., Newhouse P. F., Kykyneshi R. et al. Chalcogen-based
transparent conductors // Thin Solid Films.� 2007.� In press, doi:
10.1016/j.tsf.2007.10.073.
6. Ãîòðà Ç. Þ., Òåéò Äæ., Çàêóòàºâ. À. À. òà ³í. Ñòðóêòóðà òà
îïòè÷í³ âëàñòèâîñò³ ïðîçîðèõ ïðîâ³äíèõ ïë³âîê íà îñíîâ³ BaCuTeF
// ³ñíèê «Åëåêòðîí³êà» ÍÓ «Ëüâ³âñüêà ïîë³òåõí³êà».� 2007.�
¹ 592.� Ñ. 13�17.
7. Ãîòðà Ç. Þ., Òåéò Äæ., Çàêóòàºâ. À. À. òà ³í. Äîñë³äæåííÿ
âïëèâó òåìïåðàòóðè â³äïàëó íà åëåêòðè÷í³ âëàñòèâîñò³ ïðîçîðèõ
ïë³âîê íà îñíîâ³ BaCuTeF // Âîñòî÷íî-Åâðîïåéñêèé æóðíàë ïåðå-
äîâûõ òåõíîëîãèé.� 2007.� ¹ 5/4(29).� Ñ. 37�40.
8. Zakutayev A. A. High conductivity in transparent polycrys-
talline BaCu1+xTeF thin films // Easter-European Journal of Enterprise
Technologies.� 2008.� ¹ 2/3(32).� Ð. 48�51.
9. ×åðïàê Â. Â., Ñòàõ³ðà Ï. É., Çàêóòàºâ À. À. Ñïåêòðàëüíà
÷óòëèâ³ñòü àí³çîòèïíî¿ ãåòåðîñòðóêòóðè BaCuTeF/DiMe-PTCDI/Al //
XI â³äêðèòà íàóê.-òåõí. êîíô. ïðîôåñîðñüêî-âèêëàäàöüêîãî ñêëà-
äó ²íñòèòóòó òåëåêîìóí³êàö³é, ðàä³îåëåêòðîí³êè òà åëåêòðîííî¿
òåõí³êè ÍÓ �Ëüâ³âñüêà ïîë³òåõí³êà� ç ïðîáëåì åëåêòðîí³êè.�
Ëüâ³â.� 2008.� Ñ. 43.
|