Спосіб отримання тонких плівок халькогенідів свинцю із великим значенням термоелектричної рушійної сили в атмосфері аргону

Спосіб отримання тонких плівок халькогенідів свинцю із великим значенням термоелектричної рушійної сили в атмосфері аргону, який полягає в тому, що плівки вирощують методом квазізамкнутого об'єму шляхом використання наперед синтезованої сполуки РЬТе у вигляді порошку, випаровуванням цієї сполуки з наступним осадженням на підігріту підкладку із слюди, який відрізняється тим, що вирощування плівок здійснюють в атмосфері аргону при тиску Рл- = 10 - ЮПа, температуру випаровування сполуки вибирають в інтервалі Тв = 700 - 1100К, а температура осадження (підкладок) складає Тп = 300 - 800К, товщина плівок - 0,2 - 0,5мкм Винахід відноситься до технології напівпровідникових матеріалів і може бути застосований у приладобудуванні, мікроелектроніці Халькогеніди свинцю (РЬТе, PbSe, PbS) є ефективними термоелектричними матеріалами як у вигляді кристалів (Анатычук Л Н Термоэлементы и термоэлектрические устройства Справочник - Киев Наукова думка - 1979 - 768с) так і тонких плівок (Пленочные термоэлементы Физика и применение Под ред Лидоренка Н С - М Наука - 1985 - 232с ) для середньої області температур Для вирощування тонких плівок використовують термічні методи напилення у вакуумі - відкритий і квазізамкнутий об'єми (Фреик Д М , Галущак М А , Межиловская Л Н Физика и технология полупроводниковых пленок - Львов Вища школа 1988 -182с) Однак описані способи отримання плівок не дозволяють плавно змінювати термоелектричні параметри і забезпечити їх високі значення Найбільш близьким до запропонованого винаходу є спосіб отримання тонких плівок РЬТе у вакуумі ~10 3 Па методом квазізамкнутого об'єму, в якому як вихідну речовину використовують наперед синтезовану сполуку, яку осаджують на нагріту до Тп = 463 - 773К слюдяну підкладку Режим осадження підбирають таким, щоб товщина плівок була 2,5 ± 1 мкм (Кондратов А В , Тимофеев Ю В , Смирнов Н К , Черкашин Г А , Чудновский А Ф Исследование пленок телурида свинца, полученных методом замкнутого объема // Физика и техника полупроводников - 1973 - Т 7 - № 1 - ее 178-180) Однак цей метод, через недостатню керованість процесу, не дозволяє отримати тонкоплівковий матеріал із наперед заданими контрольованими термоелектричними параметрами Завданням винаходу є створити такий спосіб вирощування тонких плівок РЬТе, в якому за рахунок зміни технологічних факторів можна одержати матеріал із наперед заданими оптимальними термоелектричними параметрами Поставлене завдання вирішується тим, що у способі отримання тонких плівок РЬТе у вакуумі ~10 3 Па методом квазізамкнутого об'єму, в якому як вихідну речовину використовують наперед синтезовану сполуку, яку осаджують на нагріту до Т п = 463 - 773К слюдяну підкладку, режимом осадження задають товщину плівок 2,5 ± 1мкм, згідно винаходу вирощування тонких плівок здійснюють в атмосфері аргону при тиску Рдг = 10 - ЮПа, температура випаровування наважки складає Тв = 700 - 1100К, а осадження (підложки) - Тп = 300 800К Експериментально встановлено, що всі плівки, О со о Ю вирощені в атмосфері аргону мають діркову провідність При цьому термоелеісгрична рушійна сила (термо-е р с ) таких плівок набагато більша, як у аналогічних плівках, вирощених у вакуумі (див таблицю) При цьому із збільшенням тиску аргону у системі спостерігається зростання величини термо-е р с Спосіб отримання тонких плівок РЬТе здійснюють таким чином Як вихідну речовину використовують наперед синтезовану сполуку РЬТе, яку термічно випаровують при температурах Тв = 700 1100К методом квазізамкнутого об'єму в атмосфе2 рі аргону при тиску Рдг = 10 -10Па і осаджують на підігріту підкладку із сколів слюди до температур Тп = 300 - 800К Режим вирощування плівок вибирають таким чином, що товщина плівок складає 0,2-0,5мкм Приклад конкретного виконання Плівки РЬТе вирощують термічним випаровуванням наперед синтезованої сполуки при температурах Тв = 700 - 1100К в атмосфері аргону при тиску Рдг = 10 2 - ЮПа методом квазізамкнутого об'єму В якості підкладок використовували СВІЖІ сколи слюди, нагрітих до температур Тп = 300 800К, осадження здійснювали так, щоб товщина плівок сягала 0,2 - 0,5мкм Електричні параметри плівок визначали компенсаційним методом у постійних електричних і 50130 магнітних полях Коефіцієнт термо-е р с крім того вимірювали термозондом Основні електричні параметри плівок отримані у вакуумі і атмосфері кисню наведені у таблиці Таблиця Електричні параметри плівок РЬТе при 77К, вирощених у вакуумі і атмосфері аргону ТермоТиск Рухливість ерс Концентрація НОСІЇВ [J, Середовище Р, 3 носив п, см а, мкВ 2 1 1 Па см В с і вакуум аргон 10' z 10 1 10 1 3 1 Ю" 10 810 8,5 10 16 9 10 16 4 10 18 6 10' 8 10' 3 7,7 10 3 7 10 5 103 180 225 230 300 340 Як видно із таблиці плівки РЬТе, вирощені в атмосфері аргону мають значно більше значення термо-е р с ніж у вакуумі Одержаний матеріал може використовуватись для створення тонкоплівкових термоелементів ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71