×
10.05.2018
218.016.4938

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛЕНОК СУЛЬФИДА КАДМИЯ НА МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОМ КРЕМНИИ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к получению поликристаллических пленок сульфида и оксида кадмия на монокристаллическом кремнии с помощью техники пиролиза аэрозоля раствора на нагретой подложке при постоянной температуре в интервале 450-500°С. Согласно изобретению пиролиз аэрозоля проводят в два этапа: на первом в качестве распыляемого раствора используют 0,03 моль/л водный раствор хлорида или нитрида кадмия, а на втором – 0,15 моль/л водный раствор тиомочевины. Технический результат изобретения заключается в осаждении зеркально гладких поликристаллических пленок гексагональной модификации сульфида кадмия толщиной до 250 нм на монокристаллическом кремнии, обладающих хорошей адгезией к подложке. 2 ил., 2 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к получению поликристаллических пленок сульфида и оксида кадмия на монокристаллическом кремнии с помощью техники пиролиза аэрозоля раствора на нагретой подложке.

Сульфид кадмия является одним из перспективных материалов для создания тонкопленочных фотопреобразователей, сенсоров, датчиков и других устройств (Фотопроводящие пленки (типа CdS) / Под ред. З.И. Киръяшкиной, А.Г. Рокаха. Саратов: Изд-во Сарат.ун-та, 1979. - 195 с.). Актуальной задачей для создания фотоэлектронных устройств является синтез пленок сульфида кадмия с контролируемыми свойствами на поверхности монокристаллических полупроводников, в частности кремния. Варьирование оптических, электрических и фотоэлектрических свойств, а также кристаллической структуры сульфида кадмия возможно с помощью метода пиролиза аэрозоля на нагретой подложке.

Известны способы получения пленок сульфидов ряда металлов (Zn, Cd, Ga, In, Pb, Bi, Cr, Mn и др.) с использованием тиокарбамидных координационных соединений как прекурсоров (Наумов А.В., Семенов В.К., Авербах Е.М. Тиомочевинные координационные соединения в процессах синтеза сульфидов металлов // Химическая промышленность. 2003. Т. 80, №2. С. 17-26). К ним относятся метод пиролиза аэрозоля (англ. Spray Pyrolysis Deposition, Chemical Spray Deposition) (Chamberlin R.R., Skarman J.S. Chemical spray deposition process for inorganic films // J. Electrochem. Soc. 1966. V. 113, N 1. P. 86-89), методы химического осаждения из растворов (метод «химической ванны» (англ. Chemical Bath Deposition), «метод погружения» (англ. Dip Method)). Одним из недостатков этих методов является невозможность получения пленок с хорошей адгезией на полупроводниковых подложках, в том числе подложках mono-Si. Эпитаксиальные пленки сульфидов на Si и АIIIВV можно получать методом вакуумного распыления (Fuke S., Araki H., Kuwahara K. et al. Indium doping effects on vapor-phase growth of ZnS on GaP // J. Appl. Phys. V. 59. 1986. P. 1761-1763). К числу недостатков в этом случае относятся сложность технологического процесса, высокая стоимость оборудования, а также трудности в управлении отклонениями от стехиометрии фаз переменного состава.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ получения пленок CdS на стеклообразных подложках распылением растворов тиокарбамидных комплексов кадмия (Наумов А.В., Семенов В.Н, Гончаров Е.Г. Свойства пленок CdS, полученных из координационных соединений кадмия с тиомочевиной // Неорган. материалы. 2001. Т. 37, №6. С. 647-652). Способ предполагает синтез исходного координационного соединения кадмия (II) с тиокарбамидом, а затем пиролиз аэрозоля водного раствора этого соединения на нагретой подложке, в результате чего образуются слои сульфида кадмия. Недостатком способа является избирательная адгезия к стеклообразным подложкам (кварцевое и силикатное стекло, ситалл) и невозможность осаждения качественных слоев на монокристаллах кремния.

Задачей изобретения является разработка процесса осаждения пленок сульфида кадмия на поверхности mono-Si без предварительной обработки подложки.

Технический результат изобретения заключается в осаждении зеркально гладких поликристаллических пленок гексагональной модификации сульфида кадмия толщиной до 250 нм на монокристаллическом кремнии, обладающих хорошей адгезией к подложке.

Технический результат изобретения достигается тем, что в способе получения пленок сульфида кадмия на монокристаллическом кремнии используется техника пиролиза аэрозоля раствора на нагретой подложке при постоянной температуре в интервале 450-500°С, согласно изобретению пиролиз аэрозоля проводится в два этапа, на первом в качестве распыляемого раствора используется 0.03 моль/л водный раствор хлорида или нитрида кадмия, а на втором - 0.15 моль/л водный раствор тиомочевины.

На фиг. 1 приведен спектр отражения сульфидизированного слоя, осажденного при пиролизе аэрозоля раствора Сd(NO3)2 на монокристаллическом кремнии.

На фиг. 2 приведены дифрактограммы слоев: 1 - осажденного при распылении раствора CdCl2 на нагретую подложку Si (100); 2 - сформированного при последующей сульфидизации.

Способ позволяет сформировать пленки CdS на поверхности mono-Si путем проведения процесса в два разделенных этапа с помощью пиролиза аэрозоля раствора, при этом не требует специальной подготовки подложек, в качестве подложек используются готовые пластины монокристаллического кремния. На первом этапе осаждается слой оксида кадмия за счет высокотемпературного гидролиза соли кадмия. На втором этапе этот слой превращается в сульфид под действием тиокарбамида как сульфидизирующего агента. Такой двухстадийный процесс отличается от обычного метода пиролиза аэрозоля тем, что обходится без образования тиокарбамидных комплексов в растворе, а слой сульфида формируется на подложке в результате взаимодействия с тиокарбамидом заранее осажденного твердофазного продукта. Осаждение ведется на воздухе. Растворы распыляются с помощью пневматической форсунки, газ-распылитель - воздух.

С использованием этого метода были сформированы зеркально гладкие слои (CdS, CdO)/Si(100) толщиной до 250 нм с коэффициентом отражения в видимой области до 25%, имеющие интерференционную окраску (спектр отражения приведен на фиг. 1). Оптическая ширина запрещенной зоны варьируется в пределах 2.45-2.48 эВ в зависимости от исходной соли кадмия. Пленки дают четкую рентгенодифракционную картину (фиг. 2), позволяющую говорить о хорошо сформированной кристаллической структуре твердых фаз. Оксид кадмия имеет кубическую структуру (структурный тип NaCl, пространственная группа ), сульфид кадмия имеет гексагональную структуру (структурный тип вюрцита, Р63mc).

Пример 1. Пленки оксида кадмия получали пневматическим распылением раствора CdCl2 на нагретые подложки, представляющие собой полированные пластины кремния ЭКЭФ-20 ориентации (100). Температура подложки составляла 500.0±0.1°С и контролировалась с помощью терморегулятора ТРМ-101, управляющего плоской печью резистивного нагрева. Концентрация соли кадмия составляла 0.030 моль/л, расход раствора (плотность потока аэрозоля) - в интервале от 0.1⋅10-8 до 0.5⋅10-8 л/(мм2⋅с), время напыления - от 10 до 30 мин.

Осажденные слои подвергали дальнейшей сульфидизации, обрабатывая их аэрозолем раствора 0.150 моль/л тиокарбамида при температуре 500°С, в результате чего оксид кадмия превращался в сульфид гексагональной вюрцитной модификации. Таким образом были получены зеркально гладкие поликристаллические слои 250 нм, обладающие хорошей адгезией к подложке. Параметры решеток кубического CdO () а=0.4685 нм, гексагонального CdS (Р63mc) а=0.4130 нм, с=0.6707 нм, оптическая ширина запрещенной зоны 2.45 эВ.

Пример 2. Пневматическим распылением раствора 0.030 моль/л Cd(NO3)2 на нагретые до 500°С полированные пластины кремния ЭКЭФ-20 ориентации (100) осаждали слои, представляющие собой смесь оксида кадмия и стеклообразной фазы предположительно на основе силиката кадмия CdSiO3. Сульфидизация в аэрозоле раствора 0.150 моль/л тиокарбамида при 500°С на втором этапе привела к полному исчезновению стеклообразной фазы и превращению оксида кадмия в сульфид гексагональной модификации. Таким образом были сформированы поликристаллические слои толщиной 250 нм с хорошей адгезией к подложке, со структурными параметрами CdO 0.4684 нм, CdS 0.4130 нм (а), 0.6707 нм (с), оптической шириной запрещенной зоны 2.48 эВ.

Способ получения пленок сульфида кадмия на монокристаллическом кремнии, заключающийся в использовании техники пиролиза аэрозоля раствора на нагретой подложке при постоянной температуре 450-500°С, отличающийся тем, что пиролиз аэрозоля проводится в два этапа, на первом используется 0,03 моль/л водный раствор хлорида или нитрида кадмия, на втором – 0,15 моль/л водный раствор тиомочевины.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛЕНОК СУЛЬФИДА КАДМИЯ НА МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОМ КРЕМНИИ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 86.
25.08.2017
№217.015.c3fe

Способ одновременной оценки потенциала доннана в восьми электромембранных системах

Изобретение относится к области потенциометрических методов анализа и мембранных технологий и может быть использовано для совместного определения органических и неорганических ионов в многокомпонентных водных средах. Способ одновременной оценки потенциала Доннана в восьми электромембранных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002617347
Дата охранного документа: 24.04.2017
29.12.2017
№217.015.f3f3

Устройство для кардиореспираторного анализа и способ оценки кардиореспираторного состояния

Изобретения относятся к медицине. Устройство для кардиореспираторного анализа содержит корпус с закрепленными на нем блоком управления и инфракрасным пульсоксиметрическим датчиком для измерения частоты пульса и оксигенации крови. Корпус выполнен в виде снабженной рукоятью телескопической...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002637917
Дата охранного документа: 07.12.2017
19.01.2018
№218.016.098f

Устройство формирования фазоманипулированного сигнала с плавным изменением фазы между элементарными импульсами

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в системах радиосвязи и радиолокации. Устройство формирования фазоманипулированного семиэлементным кодом Баркера сигнала содержит генератор синхроимпульсов, многоотводную линию задержки, сумматор, а также линию задержки на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002631899
Дата охранного документа: 29.09.2017
17.02.2018
№218.016.2c48

Способ количественного определения таурина и аллантоина при совместном присутствии методом вэжх

Изобретение относится к способу количественного определения методом ВЭЖХ таурина и аллантоина при их совместном присутствии в различных лекарственных препаратах, биологически активных добавках, косметической и пищевой продукции. Способ включает растворение навески исследуемого вещества в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002643312
Дата охранного документа: 31.01.2018
17.02.2018
№218.016.2c63

Способ удаления фоторезистивных пленок с поверхности оптических стекол

Изобретение относится к технологии изготовления изделий оптической техники, конкретно к способу удаления фоторезистивных пленок с поверхности оптических стекол, служащих в качестве основной маски при формировании микроэлементов на их поверхности. Технический результат изобретения заключается в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002643172
Дата охранного документа: 31.01.2018
17.02.2018
№218.016.2d4a

Генератор сверхкоротких импульсов с электронным управлением длительностью

Изобретение относится к импульсной СВЧ технике, а именно к устройствам формирования импульсных сигналов сверхмалой длительности с функцией управления длительностью. Техническим результатом является реализация управления длительности формируемого сверхкороткого импульса за счет использования...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002643616
Дата охранного документа: 02.02.2018
10.05.2018
№218.016.4cb9

Способ получения нанопорошков пористого кремния

Изобретение относится к области получения наноматериалов, а именно нанопорошков кремния, и может быть использовано в стоматологии и биомедицине для получения фотолюминесцентных меток. Нанопорошки пористого кремния получают путем травления исходного монокристаллического кремния в ячейке...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002652259
Дата охранного документа: 25.04.2018
10.05.2018
№218.016.4ce7

Способ получения эфиров полиглицерина из отходов производства растительных масел

Изобретение относится к области органической химии и химии поверхностно-активных веществ, а именно к способу получения сложных эфиров полиглицерина и жирных кислот из отходов производства растительных масел, которые проявляют свойства эмульгаторов и могут найти применение в средствах бытовой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002652378
Дата охранного документа: 26.04.2018
10.05.2018
№218.016.4d4a

Способ стимуляции роста микроклонов вейгелы цветущей "вариегата" низкими концентрациями хлорида натрия

Изобретение относится к растениеводству, лесному, лесопарковому и сельскому хозяйству, а именно к питомниководству. Способ стимулирования роста микроклонов включает культивирование микроклонов вейгелы цветущей «вариегата» на питательной среде 1/2 WPM (Woody Plant Medium), содержащей половинное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002652391
Дата охранного документа: 26.04.2018
10.05.2018
№218.016.4e0f

Способ количественного спектрофотометрического определения таурина и аллантоина при совместном присутствии в лекарственной форме гель

Изобретение относится к области медицины и фармации, а именно к количественному определению таурина и аллантоина при совместном присутствии в лекарственных формах и смесях методом спектрофотомерии. Способ количественного спектрофотометрического определения таурина и аллантоина при совместном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002652355
Дата охранного документа: 25.04.2018
Показаны записи 1-10 из 13.
20.06.2013
№216.012.4c49

Способ концентрирования α-токоферола из растительных масел

Изобретение относится к способу концентрирования α-токоферола из растительного масла, включающий выделение неомыляемой части из растительного масла, приготовление ее этанольного раствора с концентрацией неомыляемой части 5,2-5,6 г/л, сорбцию α-токоферола на кислотноактивированном природном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485111
Дата охранного документа: 20.06.2013
10.04.2014
№216.012.b5fb

Способ термостатирования и стерилизации продуктов питания

Способ относится к гигиене. Для термостатирования и стерилизации продуктов питания используют сосуд с прозрачными для ультрафиолетового излучения стенками, облучают содержимое сосуда этим излучением со всех сторон. При этом стенки, дно и крышку сосуда выполняют из пористого стекла с размером...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002512311
Дата охранного документа: 10.04.2014
27.08.2014
№216.012.ef8d

Электронный уровень

Электронный уровень относится к измерениям характеристик поверхности и предназначен для исследования уклонов поверхности с помощью фотоэлектрических индикаторных устройств. Уровень содержит в корпусе определитель уровня, расположенный над многоэлементным фотоприемником, связанным с блоком...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002527144
Дата охранного документа: 27.08.2014
13.01.2017
№217.015.8f03

Способ получения гидрофобизированного клиноптилолитового туфа

Изобретение относится к получению органоминеральных сорбентов на основе природных алюмосиликатов. Способ получения гидрофобного сорбента из клиноптилолитового туфа включает термообработку клиноптилолитового туфа до постоянной массы, активирование при повышенной температуре в растворе 4,0 М...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002605126
Дата охранного документа: 20.12.2016
26.08.2017
№217.015.e856

Заряд взрывчатого вещества для метательного снаряда, способ приготовления этого заряда и метательный снаряд со взрывчатым веществом (варианты)

Изобретение относится к гидрометеорологии. Заряд взрывчатого вещества для метательного снаряда используется для принудительного спуска снежных лавин. Снаряд включает в себя смесевую композицию из двух компонентов, в которой в качестве первого компонента, выполняющего функцию окислителя,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002627393
Дата охранного документа: 08.08.2017
29.12.2017
№217.015.f18c

Безопасный эмульсионный или водногелевый патрон, способ изготовления безопасного эмульсионного или водногелевого патрона и способ активирования безопасного эмульсионного или водногелевого патрона (варианты)

Изобретение относится к производству патронов промышленных взрывчатых веществ. Безопасный эмульсионный или водногелевый патрон содержит гибкую трубчатую оболочку из полимерного материала с герметизированными торцами, внутри которой размещено эмульсионное или водногелевое взрывчатое вещество,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002636991
Дата охранного документа: 29.11.2017
20.01.2018
№218.016.0fc4

Газогенератор давления шпуровой, картридж для изготовления газогенератора давления шпурового (варианты), приспособление для заполнения картриджа горючим, способ изготовления газогенератора давления шпурового непосредственно перед применением и способ закладки газогенератора в шпур (варианты)

Изобретение относится к области взрывчатых веществ и предназначено для создания высокого давления газов в замкнутой полости. Газогенератор давления шпуровой содержит корпус трубчатой формы с закрытым дном и открытым противоположным концом, закрываемым заглушкой, используемой для установки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002633606
Дата охранного документа: 13.10.2017
20.01.2018
№218.016.1337

Способ получения жёсткого пенополиуретана

Настоящее изобретение относится к способу получения жесткого пенополиуретана, применяемому в качестве теплоизоляционного материала в строительной индустрии, холодильной технике, утепления резервуаров с вязкими нефтепродуктами, для заполнения объемов плавучести в судовых конструкциях и других...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634482
Дата охранного документа: 31.10.2017
04.04.2018
№218.016.32e9

Лаковая композиция на основе олигоуретанакрилата

Изобретение относится к лаковым композициям на основе олигоуретанакрилатов, модифицированных соединениями фурфурола и фурилового спирта, которые могут быть использованы для создания декоративно-защитного покрытия при защите деревянных поверхностей и конструкций от атмосферных воздействий,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002645509
Дата охранного документа: 21.02.2018
21.11.2018
№218.016.9edd

Способ получения полимербетонной смеси

Изобретение относится к способам получения полимербетонной смеси с использованием фурановых связующих, которая может применяться в качестве органо-минерального, бесцементного бетона, высокопрочных антикоррозионных балок, шпал, панелей, колонн и других элементов конструкций. В способе получения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002672700
Дата охранного документа: 19.11.2018
+ добавить свой РИД