Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Чернівецький національний університет

імені Юрія Федьковича

УДК 621.315.592

ТЕХНОЛОГІЯ ОДЕРЖАННЯ ТА ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ТОНКИХ ПЛІВОК ХАЛЬКОПІРИТНИХ НАПІВПРОВІДНИКІВ І ПРОЗОРИХ ОКСИДІВ МЕТАЛІВ ДЛЯ ФОТОПЕРЕТВОРЮВАЧІВ

(01.04.10. - фізика напівпровідників і діелектриків)

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата фізико-математичних наук

БІЛІЧУК СЕРГІЙ ВАСИЛЬОВИЧ

Чернівці - 2005

Дисертацією є рукопис

Робота виконана на кафедрі електроніки і енергетики Чернівецького національного університету імені Юрія Федьковича Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник: доктор фізико-математичних наук, професор Горлей Петро Миколайович, Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, завідувач кафедри електроніки і енергетики

Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук, професор Махній Віктор Петрович, Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, професор кафедри оптоелектроніки

кандидат фізико-математичних наук, доцент, Хрипунов Геннадій Семенович, НТУ “Харківський політехнічний інститут”, доцент кафедри фізичного матеріалознавства для електроніки і геліоенергетики Одеський національний університет імені І.І. Мечнікова

Провідна організація:

Захист відбудеться 27 жовтня 2005 р. о 17.00 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д76.051.01 при Чернівецькому національному університеті імені Юрія Федьковича за адресою: 58012, м. Чернівці, вул. Коцюбинського, 2.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Чернівецького національного університету імені Юрія Федьковича (58012, м. Чернівці, вул. Лесі Українки, 23).

Автореферат розісланий 23 вересня 2005 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Курганецький М.В.

температурний оптичний провідний метал

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Вже майже половину століття фотоелектричне перетворення є основним засобом виробництва енергії в космосі і останнім часом знаходить усе ширше застосування на Землі. Традиційним матеріалом сонячної енергетики є монокристалічний кремній. Його широке використання для виготовлення різних напівпровідникових приладів зумовлено наявністю повного технологічного комплексу для промислового виготовлення монокристалів з контрольованими властивостями. Недоліком кремнієвих сонячних елементів є менша від оптимальної ширина забороненої зони (E_g) напівпровідника і температурна нестабільність фоточутливих структур на його основі. Більше того, використання надчистого кремнію із досконалою кристалічною структурою для наземних цілей не виправдано через його високу вартість. Тому важливою науково-практичною проблемою є пошук нових альтернативних до кремнію матеріалів сонячної енергетики, які були би позбавлені зазначених недоліків і характеризувалися простою технологією їх виготовлення. До числа останніх можна віднести трьохкомпонентні напівпровідникові сполуки типу A^IB^IІIC₂^VI з халькопіритною структурою як у вигляді об'ємних кристалів, так і плівковому виконанні. Ефективність фотоперетворення, зокрема для гетероструктури CdS/CuInSe₂, виготовленої співвипаровуванням Cu, In та Se, в умовах АМ1 сягає 17% [1], що є дуже важливим результатом з погляду можливості наземного застосування цих елементів. Перевагою твердих розчинів сполук Cu(In,Ga)Se₂ є їх радіаційна стійкість, а також те, що ширина забороненої зони в них може змінюватися від 1,04 еВ до 1,68 еВ, у межах якої знаходиться оптимальна для фотоперетворення E_g=1,5 еВ величина. Перспективність практичного застосування халькопіритних напівпровідників ставить у розряд актуальних комплексне дослідження технологічних умов створення якісних полікристалічних тонких плівок СuІnSе₂ (СIS), CuGaSe₂ (CGS) і твердих розчинів СuІn_хGа_{1_ х}Sе₂ (СIGS) на їх основі, вивчення їх оптичних і електричних властивостей, а також створення на базі даних матеріалів лабораторних зразків фоточутливих структур.

Зауважимо, що ефективність роботи фотоперетворювача значно залежить від досконалості усіх шарів, з яких він складається, починаючи від заднього (тилового) контакту і закінчуючи фронтальним широкозонним вікном і переднім контактом. Водночас вимоги щодо зменшення матеріаловитрат ставлять у ряд важливих задачу пошуку матеріалів, які одночасно можна було використовувати у якості прозорого вікна та провідного контакту. Таким вимогам можуть задовольнити тонкі плівки оксидів металів (наприклад SnO₂, ITO, CdO, ZnO тощо), якщо підвищити рівень їх оптичного пропускання до 85 - 95 % і зменшити питомий опір до 5·10 ^{_ 3} _ 7·10 ^{_ 4} Ом·см. Відзначимо, що не зважаючи на значну кількість праць, присвячених дослідженню фотоелектричних властивостей плівок СIGS і оксидів металів, до сих пір не встановлено загальної кореляції між технологічним процесом їх одержання та станом дефектної підсистеми і величиною параметрів, що характеризують ефективність фотоперетворювачів на їх основі.

Наведене вище засвідчує, що тема даної роботи, яка присвячена пошуку шляхів поліпшення електричних і оптичних характеристик тонких плівок як оксидів металів, так і СIGS за рахунок підбору технологічних режимів їх одержання, встановлення основних закономірностей трансформації дефектної підсистеми під дією термічної обробки (відпалу), а також модернізації промислових установок для магнетронного розпилення і термічного випаровування вихідних компонент актуальна в фундаментальному та прикладному аспектах і своєчасна.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами:

Робота виконана в лабораторіях кафедри електроніки і енергетики Чернівецького національного університету імені Юрія Федьковича. Вона є складовою частиною науково-дослідних тем, які фінансувались із коштів державного бюджету Державним фондом фундаментальних досліджень при Державному комітеті з питань науки і технології України та Міністерством освіти і науки України, зокрема:

· “Закономірності впливу домішково-дефектної підсистеми у напівпровідниках А²В⁶, А⁴В⁶ та А¹В³С₂⁶ на фізичні характеристики та їх стабільність” (номер державної реєстрації 0103U001106).

Роль автора у виконанні науково-дослідної роботи полягала в модернізації промислових установок ВУП-5 і ВУП-5М, удосконаленні технології одержання тонких плівок СIGS і прозорих провідних оксидів, проведенні досліджень їх електричних, оптичних і фотоелектричних властивостей та створенні на основі даних матеріалів фоточутливих випрямляючих структур.

Мета і завдання дослідження

Мета роботи - полягала у встановленні основних закономірностей впливу технологічних режимів напилення і температурної обробки на фізичні параметри та оптичні характеристики (питомий опір, коефіцієнти пропускання та поглинання) твердих розчинів диселеніду індію та галію і прозорих провідних оксидів металів, а також на випрямляючі властивості створених на їх основі фоточутливих структур.

Для досягнення мети роботи необхідно було вирішити такі завдання:

· Модернізувати промислові установки ВУП-5 і ВУП-5М з метою збільшення контрольованої однорідності розподілу плівок на підкладці.

· Визначити технологічні режими напилення різними методами низькоомних плівок напівпровідникових сполук CuIn_xGa_1-xSe₂ і високопровідних прозорих тонкоплівкових оксидів CdO, SnO₂, ITO (з коефіцієнтом пропускання Т > 85 %).

· Дослідити оптичні та електричні властивості зазначених плівок з метою визначення ступеня структурної досконалості матеріалу та можливості їх використання в фотоелектричних перетворювачах.

· Встановити закономірності впливу технології осадження та співвідношення молярного складу компонент на оптичні та електричні властивості як твердих розчинів диселеніду індію та галію, так і окислів металів (SnO₂, ITO, ZnO і CdO).

· Створити фоточутливі випрямляючі поверхнево-бар'єрні структури на базі тонких плівок CuIn_xGa_1-xSe₂ і оксидів металів, дослідити їх вольт-амперні характеристики (ВАХ) та визначити основні механізми струмоперенесення.

Об'єкт дослідження - тонкі плівки твердих розчинів CuIn_xGa_1-xSe₂ і оксидів металів SnO₂, ITO, ZnO і CdO; фоточутливі поверхнево-бар'єрні структури на їх основі.

Предмет дослідження - технологічні умови одержання плівок CuIn_xGa_{1 _ x}Se₂, SnO₂, ITO, ZnO і CdO; вплив молярного складу та ізотермічного відпалу на досконалість кристалічної структури та фізичні властивості даних матеріалів, вольт-амперні характеристики створених випрямляючих структур.

Методи дослідження:

Х-променевої дифрактометрії електронного (SEM) та атомно-силового (AFM) мікроскопів для встановлення структурної досконалості виготовлених тонких плівок СIGS і прозорих провідних оксидів (на обладнанні Керетарського відділення наукового центру CINVESTAV, м. Керетаро, Мексика).

Електрофізичні вимірювання (зокрема питомого опору чотиризондовим методом) для визначення електричної однорідності досліджуваних матеріалів, встановлення залежності їх основних параметрів і характеристик від умов технології одержання та температурної обробки.

Оптичні та фотоелектричні вимірювання (коефіцієнтів пропускання і відбивання та темнових і світлових вольт-амперних характеристик, відповідно) для визначення оптичних коефіцієнтів досліджуваних матеріалів, з'ясування механізмів перенесення струму в бар'єрних структурах на основі CuIn_xGa_1-xSe₂.

Наукова новизна одержаних результатів

Встановлено основні закономірності впливу технологічних режимів напилення та відпалу на питомий опір, коефіцієнти пропускання та поглинання і трансформацію дефектної підсистеми в тонких плівках твердих розчинів CIGS і прозорих провідних оксидів, зокрема:

· вперше встановлено, що внаслідок трансформації дефектної підсистеми, зменшення міжкристалітного опору та збільшення ступеня структурної досконалості плівок за допомогою ізотермічного відпалу на повітрі тонких плівок прозорих провідних оксидів SnO₂, ITO і CdO можна зменшити їх питомий опір на чотири - п'ять порядків і збільшити прозорість до 90 _ 95 %;

· вперше показано необхідність урахування шорсткості поверхні плівок CuIn_xGa_1-xSe₂ при розрахунку дійсної ₁ та уявної ₂ складових комплексної діелектричної сталої матеріалу;

· вперше виявлено кореляцію між розмірами зерен на поверхні плівки та приростом статичної діелектричної проникливості і ефективним числом валентних електронів на один атом за рахунок зсуву спектральних залежностей ₂(щ) у бік менших енергій;

· вперше показано, що шляхом зміни товщини та величини питомого опору буферного шару CdS, а також типу прозорого провідного оксиду можна суттєво зменшувати послідовний опір сонячного елемента Mo/CIGS/CdS/ITO;

· встановлено, що для гетероструктури Мo/CIGS/CdS/ІТO переважаючим механізмом струмопереносу в області просторового заряду є генераційно - рекомбінаційний механізм.

Практичне значення одержаних результатів

· Модифіковано кінематичні вузли промислових установок ВУП-5 та ВУП-5М, що дало змогу забезпечити більшу однорідність розподілу плівок на підкладинці.

· Визначено технологічні умови росту, які сприяють одержанню досконалих полікристалічних плівок CuIn_xGa_1-xSe₂ (0 х 1) з питомим опором с = 20 _ 100 Ом·см та низькоомних прозорих оксидів SnO₂, ITO, CdO з питомим опором с = 7·10^-4 _ 5·10^-3 Ом·см.

· Встановлено технологічні режими виготовлення якісних омічних контактів до низькоомних плівок CuIn_xGa_1-xSe₂ методом магнетронного розпилення металів Мo і Ni.

· Розроблено низькотемпературну технологію (при 523 К) виготовлення гетероструктури Мo/CIGS/CdS/ІТO з використанням єдиного технологічного методу - магнетронного розпилення.

Публікації. За результатами досліджень опубліковано 12 праць, з них 4 - статті у фахових наукових журналах, 1 - у Науковому віснику Чернівецького університету і 7 - тези доповідей конференцій. Список публікацій наведено в кінці автореферату.

Особистий внесок здобувача

У процесі виконання роботи дисертант брав участь у постановці задачі та плануванні експериментів [1-12], провів модернізацію кінематичних вузлів промислових установок ВУП-5 і ВУП-5М, яка включала розрахунок необхідних електронних схем, виготовлення оснастки та проведення лабораторних випробувань запропонованих пристроїв [2, 5]; розробив способи напилення тонких плівок і подальшої їх температурної обробки [1-4, 6-11]; провів дослідження електричних і оптичних властивостей вирощених плівок і вольт-амперних характеристик випрямляючих гетероструктур на їх основі та брав участь при інтерпретації одержаних результатів [1-12].

Апробація результатів дисертації

Результати досліджень, що включені до дисертації, доповідалися та обговорювалися на таких наукових конференціях: E-MRS 2003 Spring Meeting, Strasbourg (France), 2003; Міжнародна конференція “Фізика і технологія тонких плівок”, Івано-Франківськ (Україна), 2003; E-MRS 2004 Spring Meeting, Strasbourg (France), 2004; International Conference “Solid State Surface and Interfaces” IV, Smolenice Castle (Slovak Republic), November 8-11, 2004; ІІ Українська наукова конференція з фізики напівпровідників 20-24 вересня Чернівці - Вижниця, 2004; III International Conference on Optoelectronic Information Technologies “Photonics-OSD 2005” 27-28 April, Vinnytsia (Ukraine); Х Міжнародна конференція “Фізика і технологія тонких плівок”, 16-21 травня 2005р. Івано-Франківськ (Україна).

Структура та обсяг дисертації

Дисертація складається зі вступу, чотирьох розділів, основних результатів і висновків. Робота викладена на 138 сторінках, проілюстрована 59 рисунками, містить 8 таблиць і 159 літературних джерел.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертації та її зв'язок з науковими програмами, планами і темами, сформульовано мету і завдання дослідження, наукову новизну та практичне значення отриманих результатів, наведено дані про публікації, особистий внесок здобувача та про апробацію роботи.

У першому розділі наведено короткий огляд методів одержання тонких плівкок напівпровідникових сполук. Проаналізовано основні переваги та недоліки і визначено основні вимоги, що висуваються до цих технологій з урахуванням їх застосування для виготовлення тонкоплівкових фотоелектричних перетворювачів на основі халькопіритних напівпровідників і оксидів металів. Зроблено висновок, що на даному етапі найбільш оптимальними методами для одержання якісних тонких плівок халькопіритних сполук є термічне випаровування та магнетронне розпилення. Зауважено, що до переваг магнетронного розпилення відноситься можливість одержання практично всіх необхідних складових структури в єдиному циклі.

Значну увагу приділено літературним джерелам, у яких відображено інформацію про способи отримання, кристалічну структуру, вплив дефектів на оптичні та електричні властивості твердих розчинів CuIn_xGa_1-xSe₂ і прозорих провідних оксидів металів, зокрема SnO₂, ITO, CdO та ZnO, причому як у вигляді об'ємних кристалів, так і тонких плівок. Описано особливості технології синтезу твердих розчинів CuIn_хGa_1-хSe₂ з урахуванням наявності легко летючих компонент. Розглянуто вплив зміни вмісту кожного хімічного елемента в молярному складі CuInSe₂ на стабільність сполуки в цілому з погляду ефективності зовнішніх впливів на її властивості. Проаналізовано також роботи з вивчення впливу мікроструктури на електричні та оптичні властивості плівок оксидів металів, особливо SnO_x.

На основі проведеного аналізу формулюються мета та основні завдання даної дисертаційної роботи.

У другому розділі наведено результати досліджень технологічних умов отримання тонких плівок CIGS та прозорих провідних оксидів. Проведено синтез твердих розчинів CuIn_хGa_1-хSe₂ для використання їх у якості вихідних матеріалів для напилювання тонких плівок. Визначено оптимальні умови при напиленні тонких плівок CIGS методом термічного випаровування у вакуумі (110 ^{- 3} Па) у квазізамкнутому просторі порошкоподібного напівпровідникового матеріалу CuIn_хGa_1-хSe₂ відповідного складу, отриманого шляхом розмелювання синтезованих злитків.

Здійснено модернізацію промислових установок ВУП-5 та ВУП-5М для можливості контрольованого та відтворюваного проведення технологічних операцій і підвищення ефективності процесу осадження.

Проведено експериментальні та теоретичні дослідження рівномірності товщини осадження плівок на підкладки при напилюванні магнетронним методом у залежності від положення підкладок відносно катода (мішені). Розрахунки розподілу за товщиною плівки здійснено для випаровувачів різного виду: точкового, з малою поверхнею і тонкого кільцевого випаровувачів. На рис. 1 на прикладі плівок Ni суцільними лініями наведено розрахункові розподіли товщин плівок при фіксованому положенні підкладки відносно мішені, а експериментальні результати позначено точками різної форми. З рис. 1 випливає, що істотне поліпшення однорідності плівок за товщиною на великій площі можна отримати тільки при використанні кільцевого випаровувача, радіус r якого близький з відстанню мішень-підкладка h. Найкраща рівномірність плівок за товщиною поблизу центра підкладки спостерігається при відносному радіусі r/h = 0,7 - 0,8 (рис. 1, крива 4). Зауважимо, що швидкість осадження й ефективність процесу при таких відношеннях досить висока. При збільшенні радіуса мішені та сталій відстані мішень _ підкладка кількість речовини, що випаровується до центра підкладки, стає меншою, ніж її кількість, що випаровується до периферії
(рис.1, крива 3).

Виготовлено тонкі плівки SnO₂, ITO, CdO та ZnO за допомогою методів реактивного магнетронного розпилення на постійному струмі в суміші газів Ar з O₂ та високочастотного розпилення (плівки ІТО) на установці ВУП-5М. Загальний тиск робочого газу, який подавався в камеру, змінювався від 0,1 до 10 Па. В якості катодів при розпиленні на постійному струмі застосовувалися синтезовані у вакуумі диски діаметром 60 мм з високочистого олова, кадмію та сплаву індію та олова (останній у пропорції 9:1 вагових частин), а при високочастотному магнетронному розпиленні - з пресованої кераміки ІТО.

Потужність, яка підводилася до катода при реактивному магнетронному розпиленні на постійному струмі, змінювалася в інтервалі від 7,5 до 38 Вт. При високочастотному розпиленні потужність на катоді становила 15 Вт при частоті 13,5 MГц. Дослідження показали, що використання більш великих значень високочастотної потужності на катоді може приводити до локального розплавлення матеріалу мішені і, отже, до зміни стехіометричного складу осадженої плівки. Під час процесу осадження потужність на катоді і тиск робочого газу у камері підтримувалися сталими. Швидкість осадження плівок знаходилася в межах 0,8 - 60 нм/хв у залежності від матеріалу мішені, технологічних умов і методу осадження.

Результати проведених досліджень показали, що плівки ІТО в режимі реактивного магнетронного розпилення на постійному струмі одержуються з ліпшими параметрами при такому співвідношенні компонентів у газовій суміші: Ar - 79%, O₂ - 21%.

Товщина одержаних плівок оцінювалася за допомогою інтерференційного мікроскопа Лінника МИИ _ 4 і була різною в залежності від технологічних умов осадження (матеріалу мішені, тиску робочого газу в камері, потужності на катоді, температури підкладки, методу та часу осадження).

Тонкі плівки CuIn_xGa_{1 _ x}Se₂ виготовлялися за допомогою методу високочастотного магнетронного розпилення у газовому середовищі аргону. В якості катодів використовувався пресований порошкоподібний матеріал синтезованих твердих розчинів CuIn_xGa_{1 _ x}Se₂ (х = 0; 0,5; 1). Дослідним шляхом встановлено, що оптимальне значення тиску газу, який подавався в робочу камеру, знаходиться в межах 0,4 - 1Па. Зауважено, що розпилення спресованих порошкоподібних розчинів CuIn_xGa_{1 _ x}Se₂ на постійному струмі приводить до гірших результатів за однорідністю отриманих плівок, оскільки при такому способі розряд нестабільний через високе значення питомого опору матеріалу.

У третьому розділі наведено результати досліджень впливу технологічних умов отримання тонких плівок CuIn_xGa_{1 _ x}Se₂, SnO₂, ITO, CdO та ZnO і подальшої температурної обробки на їх досконалість, фізичні, оптичні та фотоелектричні властивості. Дослідження досконалості структури даних матеріалів здійснювали за допомогою Х-променевої дифрактометрії електронного (SEM) та атомно-силового (AFM) мікроскопів, а також шляхом вимірювання питомого опору чотиризондовим методом і оптичних коефіцієнтів пропускання та відбивання. На рис. 2 показано дифрактограми шарів CuIn_xGa_{1_x}Se₂. Всі піки CuIn(Ga)Se₂ легко ідентифікуються. При великих кутах спостерігається розщеплення ліній CuK_1/2, які мають малу ширину, що є свідченням структурної досконалості отриманих плівок. Тетрагональне розщеплення має місце для піків (004)/(200), (204)/220) і (116)/(312), які індикують упорядкованість підграток атомів Cu та In(Ga) у необхідній фазі. Відносна інтенсивність зазначених піків добре узгоджується з стандартним спектром JCPDS. Все це свідчить про те, що отримані нами шари CIGS не мають переважаючої орієнтації.

На рис. 3 представлено зроблені за допомогою електронного та атомно-силового мікроскопів фотографії плівок, напилених методами термічного випаровування та магнетронного розпилення. Видно, що отримані плівки мають полікристалічну структуру і не містять розривів. Аналіз показав, що в залежності від технологічних умов напилювання та виду підкладки плівки CIGS складаються із зерен з лінійними розмірами 0,5 - 2 мкм та висотою до 0,2 мкм. Для отриманих плівок з товщинами біля 1 мкм характер-
не досить високе пропускання (? 30 _ 50 %) в області прозорості. Коливання у величині коефіцієнта пропускання при фіксованих значеннях молярного складу х в діапазоні 25 - 30 % притаманне для отриманих плівок і не має прямого взаємозв'язку з температурою процесу осадження. Зроблено припущення, що ці коливання зумовлено змінами в оптичній якості та гомогенності плівок.

На основі спектральних залежностей коефіцієнта пропускання Т(?) тонких плівок СuІn_xGa_1-xSe₂ з урахуванням багатократного відбивання розраховано залежності їх коефіцієнта оптичного поглинання б(?) (рис. 4). Спектральні залежності б для досліджуваних плівок типові для об'ємних і плівкових зразків потрійних халькогенідів з характерними для даних напівпровідників прямими дозволеними оптичними переходами. Встановлено, що край поглинання зсувається до вищих енергій фотонів зі збільшенням вмісту Gа у тонких плівках СuІn_xGa_1-xSe₂. У досліджуваному спектральному інтервалі величини коефіцієнтів поглинання отриманих нами матеріалів знаходяться в інтервалі 10⁴ -5·10⁵ см^-1, що відповідає вищим світовим стандартам і підтверджує перспективність використання цих матеріалів у якості робочих елементів високоефективних фотоперетворювачів.

У роботі з використанням отриманих даних по залежності б(?) було проведено уточнення параметрів структури валентної зони тонких плівок СuІn_xGa_1-xSe₂. При цьому бралося до уваги те, що валентна зона А^IВ^IIIС₂^VI сполук складається із 16 гілок, які згруповані у декілька дозволених підзон і між якими розташовані зони заборонених енергій. Вершина валентної зони знаходиться в точці Г зони Брілюена. У цій точці верхні рівні валентної зони відповідають представленню Г₆ або Г₇. Враховувалося, що квазікубічна модель Хопфілда задовільно пояснює розщеплення енергетичних рівнів валентної зони у А^IВ^IIIС₂^VI сполуках, яке пов'язане з тетрагональним полем кристалічної решітки та спін-орбітальною взаємодією, p-d-гібридизацією валентної зони під дією тетрагонального спотворення кристалічної решітки халькопіритів, що приводить до підмішування d-рівнів міді до верхніх p-рівнів халькогена у валентній зоні. Порівняння отриманих нами параметрів валентної зони тонких плівок СuІn_xGa_1-xSe₂ з літературними даними подано у таблиці 1.

На основі зіставлення результатів теоретичних розрахунків з використанням співвідношення Крамерса-Кроніга та еліпсометричних досліджень тонких плівок CuIn_хGa_1-хSe₂ показано, що шорсткість поверхні плівок суттєво впливає на спектральні залежності дійсної е₁ та уявної е₂ складових комплексної діелектричної сталої е матеріалу. Характерно, що між розмірами зерен на поверхні плівки та приростом статичної діелектричної проникливості за рахунок шорсткості поверхні існує кореляція. При цьому величина ефективного числа валентних електронів на один атом збільшується за рахунок зсуву спектральних залежностей е₂(щ) у сторону менших енергій.

Таблиця 1. Параметри валентної зони тонких плівок CuIn_0.5Ga_0.5Se₂

Назви переходів	дані [2]	наші дані	% відхилення одержаних даних від літературних
	Енергії переходів, еВ
EA=	1.48
EB=	1.57	1.54	1.9
EC=	1.67	1.65	1.2
ED	1.74	1.75	0.6
EE		1.88
EF	1.99	2.00	0.5
EG	2.09	2.11	1.0
EH	2.21	2.22	0.5

Вимірювання питомого електроопору с плівок SnO₂ безпосередньо після осадження дають значення, що лежать у межах с = 1 - 200 Ом·см, які не дають змоги використовувати ці плівки у якості високопровідних прозорих покрить. З метою суттєвого зменшення величини с плівок SnO₂ нами проводився їх ізотермічний відпал. Встановлено, що після відпалу плівок SnO₂ на повітрі при 773 К їх питомий електроопір зменшується на чотири-п'ять порядків до значень с = 1,5·10^-3 - 6·10^-4 Ом·см. На рис. 5 наведено криві залежності питомого опору плівок SnO₂ від оберненої температури відпалу (10³/Т_a) для двох зразків плівок з різними температурами підкладок. Аналогічні залежності ? = f(10³/Т_a) спостерігаються для всіх досліджених зразків з урахуванням їх розподілу на групи залежно від температури підкладки. Із рис 5 випливає, що весь інтервал зміни Т_a можна розбити на кілька ділянок, у кожній з яких залежність r(Т_a) носить активізаційний характер і може бути описана виразом:

r(Т_a) = 1/(enm_eff) f(T_a, m, r)^.exp(E_A/kT_a), (1)

де n і m_eff - відповідно концентрація й ефективна рухливість носіїв заряду, E_A - енергія активації, k - постійна Больцмана, f(T_a, m, r) ^.- функція, що залежить від T_a, а також від параметрів матеріалу (ефективної маси носіїв m і домінуючого механізму їх розсіювання r), а інші позначення загальноприйняті.

З рис. 5 видно, що для напиленої на ненагріту підкладку плівки (зразок 1) при невисоких температурах відпалу (300 К < T_a < 330 К) енергія активації E_A = 0,135 еВ. Добра кореляція цієї величини з енергією іонізації рівня вакансій кисню в SnО₂ (E_V = 0,130 еВ) дає підставу припустити, що в цьому випадку саме іонізація вакансій кисню приводить до порівняно невеликого зменшення питомого опору в отриманих плівках. При температурі відпалу в інтервалі 350 К < T_a < 470 К домінує активізаційний механізм з енергією активації E_A = 0,69 0,01 еВ. Зроблено припущення, що при цьому відбувається утворення складного комплексу типу дивакансій кисню або захоплення вакансій (дивакансій) кисню атомами домішок. Такий комплекс нестійкий і дисоціює при подальшому підвищенні температури відпалу (470 К < T_a < 700 К), що є причиною виникнення нових дефектів з E_A = 0,50 0,01 еВ. Характерно, що при T_a > 730 К домінуючою стає дефектна підсистема з E_A = 0,30 0,06 еВ.

Кінетика процесу відпалу плівок, напилених на нагріту підкладку до 473 К (зразок 10, рис. 5), відрізняється від розглянутого вище випадку тим, що при 300 К < T_a < 370 К енергія активації значно менша (E_A = 0,075 0,005 еВ) і близька до висоти міжкристалітних бар'єрів V_d у плівках інших напівпровідникових матеріалів (наприклад, для CdS значення V_d знаходяться у проміжку 0,06 - 0,2 еВ). Це дає підстави припустити, що зменшення питомого опору плівок SnО₂ при осадженні на нагріті до 473 К підкладки при невисоких температурах відпалу пояснюється існуванням зерен кристалітів у досліджуваному матеріалі. Важливо те, що в нанесених на нагріту підкладку плівках не відбувається утворення складного комплексу, в результаті чого знижується дефектність матеріалу і, отже, значно зменшується його питомий опір. Звертає на себе увагу і те, що величини енергій активацій E_A = 0,47 0,03 еВ й E_A = 0,30 0,04 еВ, визначені при T_a > 470 К, з точністю до експериментальної помилки не залежать від температури підкладки, на яку проводиться напилювання.

Аналіз спектральних залежностей коефіцієнта пропускання плівок SnО₂ (рис. 6) показав, що ізотермічний відпал при 473 K збільшує їх пропускання до 90 - 95%, а також крутизну нахилу краю власного поглинання. Важливо, що нахил краю власного поглинання також стає більше крутим зі збільшенням температури підкладки (зразки плівок 8 і 10). Отже, отримані результати (рис. 5 і 6) засвідчили, що зміною температури підкладки та ізотермічним відпалом на повітрі при 473 К можна суттєво впливати на стан дефектної підсистеми плівок SnО₂ і, відповідно, на спектр їх оптичного пропускання, роблячи даний матеріал придатним для його одночасного використання як широкозонного вікна, так і провідного контакту у структурі сонячного елемента.

Аналіз дослідних даних засвідчує, що напилені на підкладки з різними температурами при постійній потужності на катоді плівки ІТО порівняно високоомні (? ? 0,06 Ом·cм) і тому малопридатні для їх використання в якості високопровідного покриття. Встановлено, що питомий опір плівок ІТО незначно зростає зі збільшенням тиску змішаної атмосфери Ar і O₂.

Залежність питомого опору плівок ІТО від температури відпалу на повітрі, одержаних при різних температурах підкладки, наведено на рис. 7. При аналізі впливу такого відпалу на питомий опір матеріалу враховано наявність стехіометричного та зовнішнього молекулярного кисню, який, з одного боку, може приводити до створення складних комплексів, а з іншого - молекули кисню можуть поглинатися поверхнею кристала з подальшою хімічною адсорбцією та захопленням електронів зони провідності і тим приводити до появи збіднених носіями поверхневих шарів.

При аналізі зміни питомого опору тонких плівок з температурою відпалу в широкому температурному інтервалі здебільшого користуються залежністю:

r(Т) = (Cexp(- ?E/kT) + C₁exp(-?E₁/kT) + C₂exp(-?E₂/kT) )^-1, (2)

де С, С₁ і С₂ - постійні, що визначаються умовами технологічного процесу і слабо залежать від температури, а ?Е, ?Е₁ і ?Е₂ - відповідні енергії активації. Перший доданок у правій частині (2) зумовлено вкладом у струмоперенесення носіїв, що знаходяться на делокалізованих станах, другий - носіями, збудженими на краю зони дозволених енергій (поблизу енергій залягання донорного і акцепторного рівнів), і третій - стрибковою провідністю електронів між локалізованими станами поблизу рівня Фермі. Врахування у виразі (2) третього механізму зумовлено тим, що в аморфних плівках германію та кремнію стрибковий механізм є суттєвим у температурному інтервалі 40 _ 400 К. Аналіз показав, що модель дефектної підсистеми, яка описується (2), не в змозі пояснити дослідні результати впливу відпалу на електричні властивості плівок ІТО (рис.7). Зроблено припущення, що підсистема дефектів у тонких плівках ІТО досить складна і повинна описуватися системою квазіхімічних рівнянь з урахуванням можливості існування дивакансій і більш складних комплексів. У наближенні одного типу домінуючого дефекту оцінено енергії активації дефектів при низькотемпературному та високотемпературному відпалах (пунктирні криві на рис. 7) та їх залежність від температури (вставка на рис. 7).

Результати дослідження спектральної залежності коефіцієнта пропускання отриманих плівок ІТО (рис. 8) показали, що існує кореляція між їх електричними та оптичними параметрами - чим менший питомий опір плівки в області мінімуму, тим крутіший край власного поглинання. При цьому плівки ІТО, які були осаджені на холодні підкладки (зразок 7), характеризуються більш пологим краєм поглинання, ніж плівки, нанесені на нагріті підкладки (зразки 14, 19, 22). Порівняння наших результатів (криві 19 і 22 на рис. 8) з літературними даними (квадратики) показує, що розвинута нами технологія дає змогу отримувати плівки ІТО з величиною оптичного пропускання Т 95 %, яка знаходиться на рівні світових стандартів.

У четвертому розділі наведено результати досліджень технологічних режимів одержання тонкоплівкових фотоелектричних перетворювачів на основі твердих розчинів CuIn_xGa_1-xSe₂, сполуки CdS і прозорих провідних оксидів SnO₂, ITO і CdO. Реалізовано два конструктивних варіанти фотоперетворювачів: сітал/Mo/CIGS/CdS/TCО/MG та скло/MG/TCО/CdS/CIGS/Mo, де МG - металева сітка, а ТСО - прозоре провідне покриття. Характерною рисою широковживаного першого варіанту є початок формування структури з тилового шару. Такий спосіб дозволяє осадження плівок CIGS на нагріту до температур вище 773 К підкладку. При цьому наступні шари (CdS/TCО/МG) осаджуються вже при більш низьких температурах підкладки, оскільки при високих температурах відбувається руйнування p-n переходу всередині базового матеріалу CIGS внаслідок відпалу структури CIGS/CdS (у вакуумі при температурі 673 К, а на повітрі - вже при 573 К). У другому варіанті, що запропонований нами, структура скло/MG/TCО/CdS/CIGS/Mo створюється у зворотний спосіб: спочатку напилюються фронтальні контакти на скло, потім - послідовно шари ТСО, СdS, CIGS і Mo. Перевага цього методу виготовлення структури у використанні єдиного низькотемпературного процесу нанесення всіх шарів фотоперетворювача за допомогою магнетронного розпилення, що значно зменшує енерговитрати на виробництво сонячного елемента. Крім цього, запропонований метод дає можливість створювати гетероструктури з полімерною основою (при Т 523К), а також дозволяє їх захищати від впливу зовнішнього агресивного середовища.

З метою визначення основних механізмів струмоперенесення у сонячних елементах зазначених двох типів робилося дослідження їх темнових і світлових ВАХ. На рис. 9. подано ВАХ гетероструктури у залежності від типу прозорого покриття. Видно, що фронтальна плівка СdO дає найменші напругу холостого ходу та струм короткого замикання. Плівка SnO₂ дає вищі значення U_xx, однак питомий опір цієї плівки дещо більший, ніж у CdO. Найкращі результати було досягнуто при використанні в якості прозорого покриття ІТО, у якого, крім кращих серед досліджених плівок оксидів металів (SnO₂, СdO і ZnO) величин I_кз та U_xx, досить низьке значення питомого опору (r 10^-4 Омсм) та високе пропускання (Т > 90%). Залежності ВАХ гетероструктур обох типів від товщини буферного шару CdS подано на рис. 10. Видно, що при збільшенні товщини високоомного шару CdS напруга холостого ходу спочатку зростає (товщина від 30 до 50 нм), а потім різко спадає. Це явище зумовлено тим, що при малих товщинах область просторового заряду поширюється на всю товщину шару CdS, який ефективно розділяє утворені в області границі розділу гетеропереходу пари носіїв заряду.

При товщинах, менших 30 нм, cпостерігається значний вплив шунтуючого опору. При товщинах плівок CdS, більших 50 нм, область просторового заряду не займає всю товщину плівки, і тому досить суттєвим стає внесок послідовного опору у зовнішнє коло. Використання низькоомного шару СdS не спричиняє різкого зростання послідовного опору навіть при товщині 200 нм. Однак висока концентрація вільних електронів перешкоджає руху неосновних носіїв, згенерованих далеко від границі розділу, що проявляється у пониженні значень напруги холостого ходу та струму короткого замикання фотоперетворювача. Відзначається, що запропонований варіант гетероструктури скло/MG/TCО/CdS/CIGS/Mo при відповідній оптимізації температурних режимів можна буде використовувати для розробки ефективних і порівняно дешевих фотоелектричних перетворювачів сонячної енергії.

ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ ТА ВИСНОВКИ

1. Оптимізовано технологічні режими одержання методом магнетронного розпилення плівок металів, прозорих провідних оксидів і напівпровідникових сполук типу А^ІВ^ІІІС₂^VI. Встановлено, що оптимальний тиск робочого газу при магнетронному розпиленні CIGS складає 0,7 Па; відстань мішень-підкладка - 0,7 _ 0,8 відношення радіусу мішені до відстані мішень _ підкладка, температура підкладки - 373 _573 К. Істотне поліпшення однорідності плівок за товщиною на великій площі можна отримати при використанні кільцевого випаровувача, радіус якого близький з відстанню мішень _ підкладка. Плівки ІТО в режимі реактивного магнетронного розпилення на постійному струмі одержуються з ліпшими параметрами при співвідношенні компонентів у газовій суміші: Ar - 79%, O₂ - 21%.

2. Досліджено структурні, електрофізичні та оптичні властивості плівок CIGS, одержаних методами термічного випаровування та магнетронного розпилення. Встановлено, що при термічному випаровуванні якісні плівки CIGS одержуються при температурі підкладки 623 _ 673 К, а при високочастотному магнетронному розпиленні з єдиного джерела - вже при температурі 523 К. Показано, що в залежності від технологічних умов напилювання та виду підкладки плівки CIGS складаються із зерен з лінійними розмірами 0,5 - 2 мкм та висотою до 0,2 мкм. Для плівок з товщинами біля 1 мкм характерне досить високе пропускання (? 30 _ 50 %) в області прозорості. Коливання у величині коефіцієнта пропускання при фіксованих значеннях молярного складу х у діапазоні 25 - 30 % не має прямого взаємозв'язку з температурою процесу осадження і, ймовірно, зумовлено змінами в оптичній якості та гомогенності плівок.

3. Досліджено особливості кінетики процесу відпалу для плівок SnО₂, напилених на ненагріту та нагріту підкладку. При напиленні плівок на ненагріту підкладку при низьких температурах відпалу іонізація вакансій кисню приводить до порівняно невеликого зменшення їх питомого опору. Підвищення температури відпалу приводить до утворення складного комплексу типу дивакансій кисню або захоплення вакансій (дивакансій) кисню атомами домішок. Цей комплекс нестійкий і дисоціює при подальшому підвищенні температури відпалу, в результаті чого виникає новий дефект з енергією активації E_A = 0,50 0,01 еВ. При T_a > 730 К домінуючою стає дефектна підсистема з E_A = 0,30 0,06 еВ. Значне зменшення питомого опору плівок SnО₂ при осадженні їх на нагріті до 473 К підкладки при невисоких температурах відпалу пояснюється існуванням зерен кристалітів у досліджуваному матеріалі. При цьому не відбувається утворення складного комплексу, і тому знижується дефектність матеріалу.

4. Встановлено, що ізотермічний відпал плівок прозорих провідних оксидів (SnO₂, ITO, CdO) на повітрі при температурах 523 - 573 К приводить до зменшення їх питомого опору на чотири - п'ять порядків і збільшення прозорості до 90 _ 95 % для SnO₂ та ITO і 85 % для CdO за рахунок зменшення міжкристалітного опору та збільшення ступеня кристалічності.

5. Проведено уточнення параметрів структури валентної зони тонких плівок СuІn_xGa_1-xSe₂. Встановлено необхідність урахування шорсткості поверхні плівок при розрахунку дійсної ₁ та уявної ₂ складових комплексної діелектричної сталої матеріалу тонких плівок CuIn_xGa_1-xSe₂. Виявлено кореляцію між розмірами зерен на поверхні плівки та приростом статичної діелектричної проникливості й ефективним числом валентних електронів на один атом за рахунок зсуву спектральних залежностей е₂ у бік менших енергій.

6. Запропоновано низькотемпературну (при 523 К) технологію виготовлення гетероструктури скло/MG/TCО/CdS/CIGS/Mo з використанням одного технологічного методу - магнетронного розпилення. Встановлено, що товщина шару CdS 30 50 нм співрозмірна з шириною області просторового заряду в широкозонному напівпровіднику і приводить до поліпшення ефективності роботи сонячного елемента Mo/CIGS/CdS/ІTО.

7. Проведено модернізацію конструкції вакуумних установок ВУП-5 і ВУП_5М, що дало змогу суттєво збільшити рівномірність осадження плівок за товщиною.

СПИСОК ЦИТОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1. Friedlmeier T.M., Schock H.W. Improved voltage and efficiency in Cu(In,Ga)(S,Se)₂ solar cells //Proc. of World Conference and Exhibition on Photovoltaic Solar Energy Conversion. - Vienna (Austria). - 1998. - P. 1117-1120.

2. Sudo Y., Endo S., and Irie T., Preparation and characterization of electrodeposited CuInSe₂ thin films // Jpn. J. Appl. Phys. - 1993. - Vol. 32. - Р. 1562-1567.

3. Noda K., Sato H., ItayaH., and Yamada M. Characterization of Sn-doped In₂O₃ Film on Roll-to-Roll Flexible Plastic Substrate Prepared by DC Magnetron Sputtering // Jpn. J. Appl. Phys. - 2003. - Vol. 1, №42. - P. 217-222.

Список опублікованих праць за темою дисертації

1.* Savchuk A.I., Gorley P.N., Khomyak V.V., Ulyanytsky K.S., Bilichuk S.V., ZnO - based semimagnetic semiconductors: growth and magnetism aspects // Materials Science and Engineering. - 2004. - Vol. B109. - P. 196-199.

2.* Хомяк В.В., Гречко В.О., Білічук С.В., Мазур Л.М. Отримання плівок CdO методом реактивного магнетронного розпилення та дослідження їх властивостей // Фізика і хімія твердого тіла. - 2004. - Т. 5, №1. - С. 102-105.

3.* Horley P.P., Vorobiev Yu.V., Homyak V.V., Gorley V.V., Bilichuk S.V., Gonzalez-Hernandez J. Technological aspects of growing and optical properties of thin CIGS films // Superficies y Vacio. - 2004. - Vol. 17, №3. - P. 12-17.

4.* Gorley P.M., Khomyak V.V., Bilichuk S.V., Orletsky I.G., Horley P.P., Grechko V.O. SnO₂ Films: Formation, Electrical and Optical Properties // Materials Science and Engineering. - 2005. - Vol. B 118. - P. 160-163.

5.* Хомяк В.В., Білічук С.В. Збільшення рівномірності за товщиною плівок, одержаних за допомогою ВУП-5 // Науковий вісник Чернівецького університету. Фізика. Електроніка. - 2005. - вип.237. - С.91-93.

6.* Bilichuk S.V., Gorley P.M., Khomyak V.V., Horvath Zs.J. Transparent conductive ITO layers: growth and properties // Solid State Surface and Interfaces IV. - Smolenice Castle (Slovak Republic). - 2004. - P. 17.

7.* Хомяк В.В., Гречко В.О., Білічук С.В., Бойко Я.П., Пилипко В.В., Чупира С.М. Отримання електропровідних шарів окисів індію та олова і їх властивості // Матеріали IX міжнародної конференції Фізика і технологія тонких плівок. - Івано-Франківськ (Україна). - 2003. - С. 62-63.

8.* Savchuk A.I., Gorley P.N., Khomyak V.V., Ulyanytsky S.K., Bilichuk S.V. ZnO _ based semimagnetic semiconductors: growth and magnetism aspects // Abstr. E-MRS2003 Spring Meeting. - Strasbourg (France). - 2003. - P. I-III.7

9.* Gorley P.M., Khomyak V.V., Bilichuk S.V., Orletsky I.G., Gorley P.P., Grechko V.O. SnO₂ Films: Formation, electrical and optical properties // Abstr. E-MRS 2004 Spring Meeting. - Strasbourg (France). - 2004. - D/PI.12.

10.* Хомяк В.В., Білічук С.В., Гречко В.О. Отримання плівок CuInSe₂ з допомогою ВЧ магнетронного розпилення та їх властивості // ІІ Українська наукова конференція з фізики напівпровідників. -Чернівці - Вижниця. - 2004. - Т.2. - C. 61.

11.* Khomyak V.V., Gorley P.M., Bilichuk S.V. Tin and indium oxides as promising materials for optoelectronic devices // III International Conference on Optoelectronic Information Technologies “Photonics-OSD 2005” 27-28 April. -Vinnytsia (Ukraine).- 2005. - P. 191-192.

12.* Білічук С.В., Хомяк В.В. Вплив умов осадження на рівномірність товщини тонкоплівкових шарів при магнетронному розпиленні // Х Міжнародна конференція “Фізика і технологія тонких плівок”. - Івано-Франківськ (Україна). - 2005. - С. 43-44.

АНОТАЦІЯ

Білічук С.В. Технологія одержання та фізичні властивості тонких плівок халькопіритних напівпровідників і прозорих оксидів металів для фотоперетворювачів. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.10 - фізика напівпровідників і діелектриків. - Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, Чернівці, 2005.

Дисертація присвячена дослідженню впливу технологічних режимів на структурні, оптичні та електричні властивості тонких плівок твердих розчинів CuIn_хGa_1-хSe₂ (CIGS) і прозорих провідних оксидів металів SnO₂, ITO, CdO і ZnO, одержаних методами термічного випаровування та магнетронного розпилення.

Розвинута низькотемпературна технологія одержування плівок CIGS і оксидів металів, запропоновано та створено дослідну конструкцію сонячного елемента на основі гетероструктури CIGS/CdS, яка забезпечує більший захист фотоелектричного перетворювача від впливу зовнішнього агресивного середовища. Досліджено вплив типу фронтального покриття та товщини шару CdS на ефективність фотоелектричного перетворювача.

Ключові слова: халькопіритний напівпровідник, оксиди металів, плівка, магнетронне розпилення, термічна обробка, сонячний елемент.

АННОТАЦИЯ

Биличук С.В. Технология получения и физические свойства тонких пленок халькопиритных полупроводников и прозрачных оксидов металлов для фотопреобразователей. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.10 - физика полупроводников и диэлектриков. - Черновицкий национальный университет имени Юрия Федьковича, Черновцы, 2005.

Диссертация посвящена исследованию влияния технологических режимов на структурные, оптические и фотоэлектрические свойства тонких пленок твердых растворов CuIn_хGa_1-хSe₂ (CIGS) и прозрачных проводящих оксидов металлов SnO₂, ITO, CdO и ZnO, полученных методами термического испарения и магнетронного распыления.

Проведено экспериментальное и теоретическое исследование равномерности толщины осаждения пленок на подложке при магнетронном методе напыления в зависимости от положения подложки относительно катода (мишени). Модернизировано промышленные вакуумные установки ВУП-5 и ВУП-5М, что дало возможность обеспечить равномерность распределения пленки на подложке и повысить контроль технологических процессов. Оптимизировано технологические режимы получения тонких пленок методом магнетронного распыления. Установлено, что оптимальное давление рабочего газа при магнетронном распылении CIGS составляет 0,7 Па, температура подложки - 373 _ 573 K, расстояние мишень-подложка составляет 0,7 _ 0,8 отношения радиуса мишени к расстоянию мишень-подложка.

Установлено, что при термическом испарении качественные пленки CIGS получаются при температуре подложки 623 _ 673 К, а при высокочастотном магнетронном распылении с единого источника - при 523К.

На основании сопоставления результатов теоретических расчетов с использованием соотношения Крамерса-Кронига и эллипсометрических исследований тонких пленок CIGS показано, что шероховатость поверхности пленок существенно влияет на спектральные зависимости действительной ₁ и мнимой ₂ составляющих комплексной диэлектрической постоянной материала .

Исследованы особенности кинетики процесса отжига для пленок SnО₂, нанесенных на холодную и нагретую подложки методом реактивного магнетронного распыления. При напылении пленок на холодную подложку при низких температурах отжига ионизация вакансий кислорода приводит к небольшому уменьшению их удельного сопротивления. Повышение температуры отжига способствует образованию сложного комплекса типа бивакансий кислорода или захватывания вакансий (бивакансий) кислорода атомами примесей. Это комплекс неустойчив и дисоциирует при дальнейшем повышении температуры отжига (T_a), в результате чего образуется новый дефект с энергией активации E_A = 0,50 0,01 еВ. При T_a > 730 К доминирующей становится дефектная подсистема с E_A = 0,30 0,06 еВ. Существенное уменьшение удельного сопротивления пленок SnО₂ при осаждении их на нагретые до 473 К подложки при невысоких температурах отжига объясняется существованием зерен кристаллитов в исследованном материале. При этом не образуются сложные комплексы и поэтому уменьшается дефектность материала.

...