ITLU20010011A1 - Un nuovo tipo di sorgente per depositare film sottili di cdte e cds mediante css (close-spaced-sublimation). - Google Patents
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Description
sorgente per depositare film sottili di CdTe e CdS mediante CSS (Close-Spaced-Sublimation).
1. Stato dell’arte.
La CSS è una tecnica di deposizione che permette la preparazione di film sottili a temperature di substrato molto più alte rispetto alle temperature utilizzate nella semplice evaporazione in alto vuoto. Questo è possibile in quanto substrato e sorgente di evaporazione sono posti uno sopra l’altra ad una distanza molto ravvicinata (2-6 mm) e la deposizione avviene in presenza di un gas inerte tipo Ar, He, o N2 tenuto ad una pressione che può variare da 10-1 a 100 mbar (fig. 1). La temperatura della sorgente, a parità di velocità di deposizione, dipende chiaramente dalla pressione del gas inerte presente nella camera di deposizione ed è più alta per pressioni più elevate. L’uso di una temperatura elevata per il substrato permette di crescere il materiale con qualità cristallina superiore. Una particolare caratteristica di questa tecnica è che permette di crescere film di buona qualità cristallina con velocità di crescita molto elevate ( 10μm/min) e quindi adatta alla produzione industriale su larga scala. Tuttavia un inconveniente che viene riscontrato nell’uso di questa tecnica è che se viene usata una sorgente formata di pezzi o polveri di materiale, a causa del differente contatto termico tra i vari pezzi, delle particelle surriscaldate possono essere letteralmente spinte dalla sorgente verso il substrato. Poiché, per avere una buona crescita del materiale, tra sorgente e substrato deve essere presente soltanto vapore, sono state realizzate delle nuove sorgenti adatte alla deposizione per CSS sia del CdTe che del CdS.
2. Preparazione delle sorgenti di CdTe e CdS.
2.1 CdTe
Una sorgente compatta di CdTe viene realizzata nel seguente modo: dei pezzi di CdTe del peso desiderato vengono posti dentro un contenitore di grafite di volume appropriato; i pezzi vengono ricoperti da B203 che è un materiale basso fondente (punto di fusione 450°C), ma con bassissima tensione di vapore al punto di fusione. Questo fa sì che i pezzi di CdTe vengano completamente ricoperti da B203 fuso e non evaporino fino a temperature più alte del loro punto di fusione. Il contenitore di grafite contenente i pezzi di CdTe coperti da B203 viene posto in un forno che può arrivare a temperature superiori al punto di fusione del CdTe (1120°C) e che può sopportare pressioni di gas inerte fino a 100 atm. Il forno viene quindi portato ad una temperatura di circa 1200°C, temperatura alla quale il CdTe è liquido, sotto una pressione di 50 atm di gas inerte o più. Il tutto viene poi riportato abbastanza velocemente a temperatura ambiente. Il pezzo compatto di CdTe che si è venuto a formare viene lavato in acqua calda distillata per eliminare il B203 rimasto sulla superficie e pulito ulteriormente in una soluzione di Br-metanolo. Tale tipo di sorgente si è dimostrata perfettamente adatta ad essere usata nella CSS e nessuna presenza di microparticelle è stata osservata sul substrato dopo la deposizione del CdTe.
In alternativa alla fusione di pezzi di CdTe, possono essere usati pezzi o anche polveri di Cd e Te elementari. In questo caso si può ottenere una sorgente compatta di CdTe con una purezza fino a 7 N ( 99.99999) se vengono utilizzati in partenza Cd e Te di questa purezza.
2.2 CdS
La procedura usata per preparare una sorgente compatta di CdS è esattamente uguale a quella seguita per preparare una sorgente compatta di CdTe. L’unica differenza consiste nel fatto che, siccome il CdS fonde a 1750°C, bisogna utilizzare un forno capace di sopportare una temperatura di 1800°C o più. Anche in questo caso si può partire dagli elementi Cd e S e si può ottenere una sorgente compatta di CdS con una purezza fino a 7N. Film sottili di CdS sono stati preparati utilizzando una sorgente compatta di CdS preparata nel modo descritto sopra e nessuna presenza di microparticelle è stata osservata sul substrato dopo la preparazione del CdS.
Claims (1)
- 3) Rivendicazioni 3.1 Si rivendica l’uso di una sorgente compatta di CdTe realizzata come descritto al punto 3.1 nella deposizione di film sottili di CdTe mediante CSS. 3.2.. Si rivendica l’uso di una sorgente compatta di CdS realizzata come descritto al punto 3.2 nella deposizione di film sottili di CdS mediante CSS.
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