The object of research, development or design (in Russian) : Пленки TiN, TiSi2 и SiCx контактной системы

The object of research, development or design (in Kazakh) : Жанасу жүйесінің TiN, TiSi2 және SiCx қабаттары

Aim of work (in Russian) : Формирование слоев контактной системы TiN/TiSi2/Si в одном технологическом процессе. Изучение устойчивости пленок TiN и SiCx к диффузии меди в кремнии при температуре 600–900°C. Изучение механизма низкотемпературного превращения C49-TiSi2 в C54-TiSi2 в процессе быстрого термического отжига (в вакууме).

Aim of work (in Kazakh) : Бір технологиялық процесте TiN/TiSi2/Si жанасу жүйесінің қабаттарын қалыптастыру. 600–900°С температурада кремнийдегі мыс диффузиясына TiN және SiCx қабыршықтарының кедергісін зерттеу. Жылдам термиялық күйдіру (вакуумда) процесінде C49-TiSi2-тің меншікті кедергісі төмен C54-TiSi2-ге айналу механизмін зерттеу.

Методы исследования (на русском) : В ходе реализации проекта согласно пунктам 1-3 календарного плана выполнены работы по получению тонких пленок TiSi2 методом магнетронного распыления и быстрого термического отжига. Для исследования влияния температуры на формирование фазы TiSi2, были измерены структурные и электрические свойства слоев. Их поверхностное сопротивление (Rs) измерено четырехзондовым методом, а вольт-амперные характеристики регистрировались при комнатной температуре с использованием Keithley 2400 до и после отжига. Проведены исследования структуры и фазового состава поверхностного слоя методом фотографической рентгеновской дифракции (XRD), а также формирование химических связей в слоях методом ИК спектроскопии. Величины плотности и толщины слоев измерены методом рентгеновской рефлектометрии (XRR).

Методы исследования (на казахском) : Жобаны іске асыру барысында күнтізбелік жоспардың 1-3-тармақтарына сәйкес магнетронды шашырату және жылдам термиялық күйдіру әдісімен TiSi2 жұқа қабықшаларын алу бойынша жұмыстар орындалды. Температураның TiSi2 фазасының қалыптасуына әсерін зерттеу үшін қабаттардың құрылымдық және электрлік қасиеттері өлшенді. Олардың беттік кедергісі (Rs) төрт зондты әдіспен, сондай-ақ Вольт-Ампер сипаттамалары бөлме температурасында Keithley 2400 көмегімен күйдіруге дейін және кейін өлшенді. Фотографиялық рентгендік дифракция (XRD) әдісімен беттік қабатының құрылымы мен фазалық құрамы, сондай-ақ ИК спектроскопия әдісімен қабаттарда химиялық байланыстардың қалыптасуы зерттелінді. Қабаттардың тығыздығы мен қалыңдығы рентгендік рефлектометрия (XRR) әдісімен өлшенеді.

Obtained results and novelty (in Russian) : В результате выполнения пунктов 1-3 календарного плана было выявлено, что при температурах 600, 650 и 700°С наблюдаются наиболее интенсивные рентгеновские линии TiSi2 (311), (004), (313). При этом отжиг при температуре 750°С приводит к исчезновению линии TiSi2 (311) и ослаблению линии (313) при значительном росте интенсивности линии TiSi2 (004). Таким образом, установлено появление преимущественной ориентации кристаллитов TiSi2 в плоскости (004) в пленках толщиной 50 нм. Одновременно наблюдается снижение поверхностного сопротивления с 56 Ω/см2 до 1,9 Ω/см2 при 600°С с дальнейшим уменьшением до 1,5 Ω/см2 при 750°С. Таким образом, методами рентгеновской дифракции и четырехзондовым методом показана взаимосвязь между структурой и электрическими свойствами тонкой пленки и установлено формирование фазы C54-TiSi2.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Күнтізбелік жоспардың 1-3 тармақтарын орындау нәтижесінде 600, 650 және 700°С температурада TiSi2 (311), (004), (313) ең қарқынды рентгендік сызықтары байқалатыны анықталды. Бұл жағдайда 750°С температурада күйдіру TiSi2 (311) сызығының жоғалып кетуіне, (313) сызығының әлсіреуіне және TiSi2 (004) сызығының қарқындылығының айтарлықтай жоғарылауына әкеледі. Осылайша, қалыңдығы 50 нм қабықшаларда (004) жазықтықта TiSi2 кристаллиттерінің басым бағытының пайда болуы анықталды. Сонымен қатар, беттік кедергілері 600°С-та 56 Ω/см2-ден 1,9 Ω/см2-ге дейін, одан әрі 750°С-та 1,5 Ω/см2-ге дейін төмендейді. Осылайша, рентгендік дифракция мен төрт зондты әдісін қолдана отырып, жұқа қабықшалардың құрылымы мен электрлік қасиеттері арасындағы байланыс көрсетіліп, C54-TiSi2 фазасының түзілуі анықталды.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Обнаружено, что при ухудшении вакуума до 8 Па проникновение кислорода приводит к окислению пленки титана толщиной 100 нм и образованию оксида титана TiO2 фазы рутил с наиболее интенсивными линиями 27,5°, 36,0°, 39,1°, 41,65°, 54,55°. Таким образом, установлено, что для формирования пленки TiSi2 наиболее подходящим является быстрый отжиг при высоком вакууме, при котором не образуется оксидная пленка.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Вакуум 8 Па-ға дейін нашарлаған кезде оттегінің енуі қалыңдығы 100 нм титан қабықшаларының тотығуына және ең қарқынды сызықтары 27,5°, 36,0°, 39,1°, 41,65°, 54,55° бар рутил титан оксидінің TiO2 фазасының түзілуіне әкелетіні анықталды. Осылайша, TiSi2 қабықшаларын қалыптастыру үшін оксидті пленка түзілмейтін жоғары вакуумда жылдам күйдіру ең қолайлы болып табылады.

Level of implementation (in Russian) : В результате исполнения пунктов 1-3 календарного плана были получены нанокристаллические низкоомные слои C54-TiSi2. Таким образом, планируется внедрить полученные результаты в технологическую линию производства кремниевых солнечных элементов ЛАЭиН.

Level of implementation (in Kazakh) : Кестенің 1-3 тармақтарын орындау нәтижесінде C54-TiSi2 нанокристалды төмен кедергісі бар қабаттар алынды. Осылайша, алынған нәтижелерді ЛАЭжН кремний күн батареяларын өндірудің технологиялық желісіне енгізу жоспарлануда.

Efficiency (in Russian) : Полученные результаты показали, что для формирования низкоомной пленки TiSi2 наиболее подходящим является быстрый отжиг при высоком вакууме, при котором не образуется оксидная пленка. Вариация температуры отжига позволяет получить текстурированные пленки с преимущественной ориентацией и низким поверхностным сопротивлением. Это дает возможность получить солнечные элементы с высоким КПД.

Efficiency (in Kazakh) : Алынған нәтижелер кедергісі төмен TiSi2 қабықшасын қалыптастыру үшін ең қолайлысы жоғары вакуумда оксидті қабық түзілмейтін жылдам күйдіру екенін көрсетті. Күйдіру температурасын өзгерту басым бағыты және төмен беттік кедергісі бар текстуралы қабықшаларды алуға мүмкіндік береді. Бұл жоғары тиімділікпен күн батареяларын алуға мүмкіндік береді.

Field of application (in Russian) : Предприятия наноэлектроники и солнечной энергетики.

Field of application (in Kazakh) : Наноэлектроника және күн энергиясы кәсіпорындары