Морфологія та електричні властивості плівок ITO, отриманих на кремнієвих підложках методом CVD

  • А.С. Саідов Фізико-технічний інститут Академії наук Узбекистану, Ташкент, Узбекистан https://orcid.org/0000-0002-9124-6430
  • Ш.Н. Усмонов Фізико-технічний інститут Академії наук Узбекистану, Ташкент, Узбекистан https://orcid.org/0000-0001-7683-0017
  • М.У. Хаджиєв Фізико-технічний інститут Академії наук Узбекистану, Ташкент, Узбекистан; Ташкентський державний технічний університет, Узбекистан https://orcid.org/0000-0003-0007-8484
  • А. Кутлімратов Фізико-технічний інститут Академії наук Узбекистану, Ташкент, Узбекистан https://orcid.org/0000-0001-6390-7812
  • Т.Т. Ішніязов Фізико-технічний інститут Академії наук Узбекистану, Ташкент, Узбекистан https://orcid.org/0000-0001-8518-626X
  • Н.Б. Ісматов Інститут ядерної фізики Академії наук Республіки Узбекистан, Ташкент, Узбекистан https://orcid.org/0000-0001-5736-3281
  • А.А. Ганієв Ташкентський державний технічний університет, Узбекистан https://orcid.org/0000-0003-1879-1931
  • С.М. Хаджієва Ташкентський університет інформаційних технологій, Ташкент, Узбекистан https://orcid.org/0009-0005-0614-6638
  • Х.Н. Джураєв Фізико-технічний інститут Академії наук Узбекистану, Ташкент, Узбекистан https://orcid.org/0000-0001-8963-3848
  • М. Тагаєв Каракалпакський державний університет імені Бердака, Нукус, Узбекистан https://orcid.org/0000-0002-1833-8339
  • Д.Ш. Саідов Ургенчський ранчовий технологічний університет, Узбекистан https://orcid.org/0009-0001-8269-7782
  • Т.А. Худайбергенов Ургенчський ранчовий технологічний університет, Узбекистан https://orcid.org/0000-0002-5958-582X
DOI: https://doi.org/10.26565/2312-4334-2025-4-37
Ключові слова: оксид індію-олова, метод CVD, концентрація та рухливість носіїв, шаровий опір

Анотація

Плівки ITO були отримані на кремнієвих підкладках за допомогою вдосконаленого методу хімічного осадження з парової фази (CVD) у квазізамкненому об'ємі за нормального атмосферного тиску без використання газу-носія. Отримані плівки мали товщину 2,8–3,0 мікрона та досить низький шаровий опір. За допомогою скануючого зондового мікроскопа типу SPM 9700HT були досліджені поверхні зразків плівок ITO розміром 500×500 нм, а результати представлені у вигляді двовимірних (2D) та тривимірних (3D) зображень. Електрофізичні властивості вирощених плівок досліджували методом Холла, і було показано, що плівки мають n-тип провідності, рухливість m ≈ 2,5 см2/(В×с) та концентрацію носіїв заряду n ≈ 1,35×1020 см-3, а також шаровий опір m ≈ 1,85×10-5 Ом на квадрат. Показано, що наш модифікований метод хімічного осадження з парової фази дозволяє отримувати плівки ITO з хорошими характеристиками, прийнятними для використання в оптоелектроніці та фотоелектричних пристроях як прозорий контактний шар.

Завантаження

##plugins.generic.usageStats.noStats##

Посилання

G.S. Belo, B.J.P. da Silva, E.A. de Vasconcelos, W.M. de Azevedo, and Jr. E.F. da Silva , “A simplified reactive thermal evaporation method for indium tin oxide electrodes,” Appl. Surf. Sci. 255, 755 (2008.). https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2008.07.020

Yu.S. Zhidik, and P.E. Troyan, “Processing technique of reception of electroconducting ITO films of a high optical transparency with low value of per-unit-area resistance,” Proceedings of TUSUR University, 26(2), 169 (2012). https://journal.tusur.ru/en/archive/2-2-2012

X. Guo, X. Liu, F. Lin, H. Li, Y. Fan, and N. Zhang, “Highly Conductive Transparent Organic Electrodes with Multilayer Structures for Rigid and Flexible Optoelectronics,” Sci. Rep. 5, 10569 (2015). https://doi.org/10.1038/srep10569

T. Neubert, F. Neumann, K. Schiffmann, P. Willich, and A. Hangleiter, “Investigations on oxygen diffusion in annealing processes of non-stoichiometric amorphous indium tin oxide thin films,” Thin Solid Films, 513, 319 (2006). https://doi.org/10.1016/j.tsf.2006.02.007

L.K. Markov, I.P. Smirnova, A.S. Pavlyuchenko, E.M. Arakcheeva, and M.M. Kulagina, “Reflecting p-contact based on thin ITO films for AlGaInN flip-chip LEDs,” Semicond. 43, 1521 (2009). https://doi.org/10.1134/S1063782609110219.

A.K. Isiyaku, A.H. Ali, and N. Nayan, “Structural Optical and Electrical Properties of a Transparent Conductive ITO/Al–Ag/ITO Multilayer Contact,” Beilstein J. Nanotechnol. 11, 695 (2020). https://doi.org/10.3762/bjnano.11.57

J. Lewis, S. Grego, B. Chalamala, E. Vick, and D. Temple, “Highly flexible transparent electrodes for organic lightemitting diode-based displays,” Appl. Phys. Lett. 85(16), 3450 (2004). http://apl.aip.org/resource/1/applab/v85/i16/p3450_s1

U. Betz, M.K. Olsson, J. Marthy, J. Escola, and F. Atamny, “Thin films engineering of indium tin oxide: Large area flat panel displays application,” Surf. Coat. Technol. 200, 5751 (2006). https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2005.08.144

K. Dasgupta, S. Bose, A. Mondal, S. Jana, and U. Gangopadhyay, “Fabrication and Mathematical Modelling of a ITO-Al2O3-Si SIS Solar Cell,” Silicon, 14, 11963 (2022). https://doi.org/10.1007/s12633-022-01910-5

W-H. Park, and J. Kim, “Transparent and conductive multi-functional window layer for thin-emitter Si solar cells,” Mat. Express, 6(5), 451–455 (2016). https://doi.org/10.1166/mex.2016.1331

Z. Yu, I. Perera, T. Daeneke, S. Makuta, Y. Tachibana, J.J. Jasieniak, A. Mishra, et al., “Indium tin oxide as a semiconductor material in efficient p-type dye-sensitized solar cells,” NPG Asia Mater, 8, e305 (2016). https://doi.org/10.1038/am.2016.89

B. Parida, H.Y. Ji, G.H. Lim, and S. Park, and K. Kim, “Enhanced photocurrent of Si solar cell with the inclusion of a transparent indium tin oxide thin film,” J. Renew. Sustain. Energy, 6(5), 053120 (2014). https://doi.org/10.1063/1.4897656

K. Ryu, Y-J. Lee, M. Ju, H. Choi, B. Kim, J. Lee, W. Oh, et al., “Optimal Indium Tin Oxide Layer as Anti Reflection Coating for Crystalline Silicon Solar Cell with Shallow Emitter,” Thin Solid Films, 521, 50 (2012). https://doi.org/10.1016/j.tsf.2012.03.073

S. Calnan, and A.N. Tiwari. “High mobility transparent conducting oxides for thin film solar cells,” Thin Solid Films, 518, 1839 1849 (2010). https://doi.org/10.1016/j.tsf.2009.09.044

N. Vieira, E. Fernandes, A.A.A. De Queiroz, and F.E.G. Guimarães, “Indium tin oxide synthesized by a low cost route as SEGFET pH Sensor,” Mater. Res. 16(5), 1156 (2013). https://doi.org/10.1590/S1516-14392013005000101

A.K. Isiyaku, A.H. Ali, S.G. Abdu, M. Tahan, N.A. Raship, A.S. Bakri, and N. Nayan, “Characterization and Optimization of Transparent and Conductive ITO Films Deposited on n and p-types Silicon Substrates,” Phys. Memoir. J. Theor. Appl. Phys. 2(1), 15 (2020).

D. Shcherbinin, V. Rybin, S. Rudyi, A. Dubavik, S. Cherevkov, Y. Rozhdestvensky, and A. Ivanov, “Charged Hybrid Microstructures in Transparent Thin-Film ITO Traps: Localization and Optical Control,” Surfaces, 2023, 6 133–144. https://doi.org/10.3390/surfaces6020010

M.N. Rezaie, N. Manavizadeh, E.M.N. Abadi, E. Nadimi, and F.A. Boroumand, “Comparison study of transparent RF-sputtered ITO/AZO and ITO/ZnO bilayers for near UV-OLED applications,” Appl. Surf. Sci. 392, 549 (2017). https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2016.09.080

I. Crupi, S. Boscarino, G. Torrisi, G. Scapellato, S. Mirabella, G. Piccitto, F. Simone, and A. Terrasi, “Laser irradiation of ZnO:Al/Ag/ZnO:Al multilayers for electrical isolation in thin film photovoltaics,” Nanoscale Res. Lett. 8, 392 (2013). https://doi.org/10.1186/1556-276X-8-392

M.G. Jeffrey, and W.Sh. David, “Deposition of indium tin oxide by atmospheric pressure chemical vapour deposition,” Thin Solid Films, 520, 4110 (2012). http://dx.doi.org/10.1016/j.tsf .2011.04.191

L.P. Amosova, and M.V. Isaev, “Deposition of transparent indium tin oxide electrodes by magnetron sputtering of a metallic target on a cold substrate,” Tech. Phys. 59, 1545 (2014). https://doi.org/10.1134/S1063784214100053

P.N. Krylov, R.M. Zakirova, and V. FedotovaI, “Optical properties of ITO films obtained by high-frequency magnetron sputtering with accompanying ion treatment,” Semicond. 47, 1412 (2013). https://doi.org/10.1134/S1063782613100175

S. Ray, P.S. Gupta, and G. Singh, “Electrical and optical properties of sol-gel prepared Pd-doped SnO2 thin films: Effect of multiple layers and its use as room temperature methane gas sensor,” J. Ovonic Res. 6(1), 23 (2010).

E. Manea, E. Budianu, M. Purica, C. Podaru, A. Popescu, I. Cernica, F. Babarada, and C.C. Parvulescu, “SnO2 Thin Films Prepared by Sol Gel Method for “Honeycomb” Textured Silicon Solar Cells,” ROMJIST. 10(1), 25 (2007).

I.G. Atabaev, M.U. Hajiev, and V.A. Pak, “Growth of ITO Films by Modified Chemical Vapor Deposition Method,” Inter. J. Thin Films Sci. Techn. 5(1), 13 (2016). http://dx.doi.org/10.18576/ijtfst/050102

A. Kutlimratov, M.A. Zufarov, R.R. Kabulov, and M.U. Xajiyev, “Structial, Electrophysical, and Optical Properties of ITO Films Produced by the Modified CVD Method,” Appl. Solar Energy, 58(4), 497 (2022). https://doi.org/10.3103/S0003701X22040107

I.G. Atabaev, M.U. Hajiev, V.A. Pak, S.B. Zakirova, and Kh.N. Juraev, “Growth of transparent electrical conducting films of indium and tin oxides by chemical vapor deposition,” Appl. Sol. Energy, 52, 118–121 (2016). https://doi.org/10.3103/S0003701X16020079

T. Neubert, F. Neumann, K. Schiffmann, P. Willich, and A. Hangleiter, “Investigations on oxygen diffusion in annealing processes of non-stoichiometric amorphous indium tin oxide thin films,” Thin Solid Films, 513, 319 (2006). https://doi.org/10.1016/j.tsf.2006.02.007

R.M. Zakirova, “Development of a method for modifying the properties of ITO films by ion-beam treatment during reactive RF magnetron sputtering,” D. Sci. Thesis Udmurt State University 2013.

D.C. Paine, T. Whitson, D. Janiac, R. Beresford, C.O. Yang, and B. Lewis, “A study of low temperature crystallization of amorphous thin film indium-tin-oxide,” J. Appl. Phys. 85, 8445 (1999). https://doi.org/10.1063/1.370695

Опубліковано
2025-12-08
Цитовано
Як цитувати
Саідов, А., Усмонов, Ш., Хаджиєв, М., Кутлімратов, А., Ішніязов, Т., Ісматов, Н., Ганієв, А., Хаджієва, С., Джураєв, Х., Тагаєв, М., Саідов, Д., & Худайбергенов, Т. (2025). Морфологія та електричні властивості плівок ITO, отриманих на кремнієвих підложках методом CVD. Східно-європейський фізичний журнал, (4), 392-396. https://doi.org/10.26565/2312-4334-2025-4-37
Номер
№ 4 (2025): East European Journal of Physics
Розділ
Статті

Авторське право (c) 2025 А.С. Саідов, Ш.Н. Усмонов, М.У. Хаджиєв, А. Кутлімратов, Т.Т. Ішніязов, Н.Б. Ісматов, А.А. Ганієв, С.М. Хаджієва, Х.Н. Джураєв, М. Тагаєв, Д.Ш. Саідов, Т.А Худайбергенов

Ліцезія Creative Commons

Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

    • Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
    • Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
    • Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).