Храновський В. Д. Закономірності впливу умов осадження, легування та термічного відпалу на структурні, оптичні та електричні властивості плівок оксиду цинку

В роботі досліджено властивості полікристалічних плівок ZnO, осаджених методом PEMOCVD в діапазоні температур 200 - 500 С. Виявлено підвищення структурної досконалості плівок - покращення текстури вздовж осі с та розміру зерен із збільшенням температури та присутність поліхроматичного спектру люмінесценції. Показано, що використання гомоепітаксійного буферного шару ZnO призводить до покращення структурної досконалості плівок - зростання ступеню текстури, збільшення розміру зерен та зменшення напруг у плівці. Продемонстровано термічну дифузію водню із підкладки в ZnO в процесі росту плівки. Виявлено, що плівки ZnO, вирощені при 350 С на SiNx:H/Si виявляють інтенсивну монохроматичну краєву емісію в ультрафіолетовому діапазоні спектру (380 нм). Вплив водню пояснюється пасивацією дефектів ZnO, відповідальних за глибокорівневу люмінесценцію. Продемонстровано, що легування Ga приводить до зменшення питомого електричного опору плівок ZnO (10^-2 - 10^-4 Ом см), при високій степені їх прозорості (Т > 90%) в діапазоні спектру 400 - 800 нм. Виявлено, що легування Ga (1 %, при Тп=250 С) приводить до збільшення концентрації електронів 5,2x10^19 см^-3 при їх рухливості 3,4 см^2/В·с та супроводжується покращенням текстури плівок вздовж осі с. Показано, що наступне збільшення концентрації Ga (3-10 %) приводить до зміни переважної орієнтації кристалітів у плівці від (002) до (101), зменшенню розміру зерен та згладженню поверхні. При збільшенні концентрації Ga в ZnO продемонстровано эффект Бурштейна - Мосса. Виявлено, що температура 800 С сприяє активації електронейтральних атомів Ga в ZnO в процесі термічного відпалу. Показано можливість зменшення опору плівок від 3,5x10^-2 до 2x10^-4 Ом см методом швидкого термічного відпалу.