автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.01, диссертация на тему:Создание и свойства осветляющих покрытий на основе аморфного углерода из высокочастотной плазмы

РГи 0/1

ШДИЯЯ НАУК УКРАЇНИ ■ -- ІНСТИТУТ НДЦТВЕРДГіХ МАТЕРІАЛІВ їм. В.М. БакулЯ

на правах рукопису

Дорошенко Олександр Олексійович

. Ш 546.28:539.216.2

СТВОРЕННЯ І ВЛАСТИВОСТІ ПРОСВШИЯИХ ПОКЙИГГІВ ІЇА ОСНОВІ АМОРФНОГО ВУГЛЕЦЮ 13 ВИСОКОЧАСТОТНОЇ ПЛАЗМИ -

Спеціальність 05.02.01 - Матеріалознавство в

машинобудуванні

* (промисловість)

Автореферат Дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічній наук

Київ 1994

Робота виконала в інституті надтвердих иитвріалів Ім. В.Н. Бакуля Академії наук України, м. Київ

Науковій керівник ' доктор технічних наук, професор

В.Д. Андреев

Офіціані опоненти доктор фізико-математачних наук,

• Професор

. О.П. Городничий

доктор технічних наук, професор А.В. Бочко

Провідна організація ' Центральна конструкторська бюро

• вирсбяичого об’єднання "Арсснал"

3аистчв1дбудэться " 2,11 " січна 1994 р. о /З^год. на засіданні спеціалізованої вченої рада Д 016.10.01 при Інституті надтверда матеріалів ім.В.М.Бакуля АІІ Україна за адресов: .

254153, м.Кзїв-153, вул. Автозаводська, 2

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Інституту. Відгуки, засвідчені печаткою, просимо направляти на адресу спеціалізованої вченої ради.

Автореферат розісланий ГРУДНЯ 1993 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради доктор технічних наук

А.Л. Майстренно

//

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність роботи. Поліморфізм та особливості будови атома вуглецю зумовлюють можливість створення на його основі матеріалів з цілим рядом унікальних властивостей,що відкриває широкі перспективи для їх практичного застосування.На сьогоднішній донь вуглецеві конденсати,отримані із газової фази,досить широко застосовуються в ролі зміцнюючих, захисних, антифрикційних покриттів інструментів та деталей. Незважаючи на Інтенсивні дослідження оптичних, оптоелектронних, електрофізичних та інших властивостей аморфного вуглецю, які широко проводяться в США, Японії, ФРН, Італії та ряді Інших країн, він поки що не знайшов широко -о застосування у оптиці та електроніці.

В ряді робіт зарубіжних дослідників була показана принципова можливість використання плівок аморфного вуглецв в ролі захисних та просвітлюючих покриттів для оптики ІЧ-д1апазопу. Однак літературні дані про залежність структури та властивостей плівок аморфного вутлеци від параметрів осадження та інші конкретні відомості, які необхідно' враховувати при вказаному використанні, недостатні, і потребують доповнення та систематизації.

. В зв'язку з подібністю оптоелектронних властивостей аморфного вуглецю до властивостей аморфних напівпровідників тетраедричної структури (наприклад, а-51:Н, а-Се:Й) значний інтерес виклики; перспектива використання цього матеріалу в електроніці.

Дисертаційна робота присвячена вивченню структури та властивостей аморфного вуглецю у взаємозв'язку з умовами його отримання та розробці способу осадження просвітлюючих захисних покриттів для кремнію та германію із високочастотної Плазми. '

Мета роботи: Вивчення структури та властивостей плівок аморфного вуглецю у взаємозв’язку з умоваьн їх осадження із плазми високочастотного розряду для створення’просвітлюючих ЗР.ХИСНИХ покриттів оптичних та оптоелектронних елементів із кремнію- та германію. .,

У відповідності до поставленої мети виріпувались Ьлідуші наукові та приклада1 завдання: '

- розробка експериментального обладнання для ■ Ъдёржанзя вуглецевих плівок та вибір методів їх дослідження;'

- встановлення впливу параметрів процесу осаіжгшія' плівок

аморфного вуглецю Із плазми ВЧЄ- та ВЧІ-розраду на їх структуру;

- дослідження оптичних, оптоолектроіших, механічних властивостей плівок, якості поверхні та їх зв'язку Із структурними характеристиками;

- дослідаенпя впливу матеріалу підложки на структуру І властивості осадкуваниі плівок;

- вивчення впливу на властивості плівок відпалу та ультрафіолетового випромінювання;

- розробка способу синтезу плівок аморфного вуглецю Із гаданими оптико-мехапічними властивостями з метою їх застосування в ролі просвітліннях захисних покриттів.

Наукова новизна. В роботі проведені дослідження структури 1 властивостей плівок аморфного вуглецю в залежності від технологічних параметрів осадження Із шшзми ВЧЄ- та ВЧІ-розряд їв. Встановлено, що при варіації умов осадження відбуваються взаємозв’язані зміни частоти та Інтенсивності піків на спектрах КРС та ІЧ-спвкт-рах, викликані змінами розмірів упорядкованих областей вр2-фази та складу 1 конфігурації вуглеводневих груп.

Вперше в межах одного методу шляхом зміни величини прикладеного зміщення та температури осадження отримано широкий спектр структур вуглецевих конденсатів (полімерні, а-С та 1-С плівки);

. Встановлена кореляція мі* технологічними параметрами осадження та реальною структуро» утворюваних плівок. Експериментально показано, що для а-С плівок розмір упорядкованих областей вр2-фази не перевищує 12 і. На їх ІЧ-спектрах домінують смуги поглинання, зумовлені коливаннями СН-груп в ар3--стан1. В складі 1-С плівок зв’язаного водню не виявлено.

Синтезовані плівки аморфного вуглецю Із заданими у визначених діапазонах оптичними та оптоелектронними характеристикаіа: показником заломлення від 1,6 до 2,4; коефіцієнтом поглинання від

0,01 до 0,03;оптичною шириною забороненої зони від 0,1 до 3,3 еВ.

Встановлена стабільність оптичних властивостей плівок до температури 570 К, показана принципова можливість отримання структур Із значенням оптичної іщрини забороненої зони до 3,3 еВ, стабільних у визначених діапазонах температури та рівнів УФ-випромінввання.

Розроблено спосіб осадження просвітлюючих захисних покрить для оптичних та оптоелектронних елементів Із 31 та Се на

спэктральний діапазон 0,2 - 10 мкм, які дозволяють знизити втрата, зумовлені відбиттям падаючого випромінювання до 0,1% для будь-якої вибраної області вказаного діапазону.

На захист виносяться: •

1. Встановлені залежності структури плівок аморфного вуглецю від величини прикладеного до підложки електричного зміщення та температури осадження.

2. Результати досліджень оптичних та оптовлектронпих властивостей аморфного вуглецю, отриманого при варіації технологічних параметрів процесу осадження.

3. Результати досліджень впливу відпалу на оптичну ширину забороненої зоїш синтезованих гоїівок.

4. Спосіб осадження просвітлюючих захисних покриттів для оптичних та оптоелектропних елементів із Бі та Се на спектральний діапазон 0,2 - 10 мкм. ,

Практична цінність. Створені просвітлюючі захисні покриття на основі аморфного вуглецю рекомендуваться для використання в 14-оптиці та оптоелектроніці. Порівняно із відомими прсвітлюючими покриттями із ИпБ, ггйе, ТЗаР2, БгР2, ТІ02, Б10, 5102 та БІ^,розроблені покриття мають ширший діапазон контрольованої зміни оптичних властивостей, більш високі механічні властивості та термічну стійкість, температура їх нанесення не перевшдус 570 К, а у випадку ' нанесення просвітлюючих покриттів на оптоелектроніи елементи видимого діапазону - близька до кімнатної. При цьому покриття на основі аморфного вуглецю є нетоксичними, а процес їх осадження не вимагає застосування таких високотоксичних реагентів, як силан (БіНц), фтор. ' •

Проведені дослідження показали можливість повного усунення втрат, зв'язаних із відбиттям падаючого випромінювання шляхом нанесення вуглецевої плівки із заданими значеннями оптачнх констант та товщини у спектральному діапазоні 0,2 - 10 мкм як для кремнієвих, так і для германієвих підложок.

Після нанесення просвітлюючого покриття втрати, зумовлені відбиттям падаючого випрмікювання просвітленим елементом, становили близько 0,1 %.Випробування сонячних елементів, серійний випуск яких налагоджений на Україні на підприємствах промислової електроніки (напр., на заводах "Квазар","Гамма") з няялсвнамя ва них просвітлюючими покриттями ня основі аморфного вуглецю показані

нідвищвння К.К.Д. в 1,3-1,4 раза. При цьому ив погіршувався жоден а параметрів вольташерної характеристики (ВАХ) сонячних елементів.

Апробація роботи. _Основні положення дисертаційної роботи доповідались 1 обговордаались на XV, XVI конференціях "Отримання, властивості 1 застосування надтвердих матеріалів" (м. Київ, 1990, 1991 p.p.)."Проблемы использования алмаза в электроника"(м.Ыоеква, 1993 p.), дві роботи відзначені першою та другою преміями конкурсу на кращий науковий результат молодих вчених ІШ їм. В.М.Бакуля АН України (1993 р.).

Структура та обсяг робота. Дясьртаційна робота складається Із вступу, чотирьох розділів та загальних висновків. Зміст викладено на 154 сторінках машинописного тексту, робота має 35 рисунків,

10 таблиць. Список літератури вміщує ІОЗдаорела.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ .

У вступі зазначені причини, що зумовлюють актуальність роботи, сформульовані результати, щр визначають її новизну та практичне значення, а також положення, які виносяться на захист.

У першому розділі розглянутий сучасний стаи досліджуваної Проблймя. -'"--v» U:rrn:^ лл’одів отримання алмазних та

«•’•^'ооііодіоних плівок, їх структурних моделей та механізмів росту. На основі проведеного літературного огляду формулюються мета роботи та ставляться завдання дослідження.

Властивості сдарфнош вуглецю, які зараз широко досліджуються у всьому світі, вказують на перспективність йото застосування 8 цілому ряді галузей, в тому числі в оптиці та електроніці.

Існує цілий ряд методів синтезу вуглецевих плівок, які зручно класифікувати за типом активації вуглецевмісної газової суміші: термічного, електричного, оптичного та активацією, викликаною одночасною дією кількох енергетичних факторів. Кожен з методів має свої переваги 1 недоліки, які слід враховувати при виборі того чи Іншого методу для отримання плівок з певними властивостями.

Структура вуглецевих конденсатів ё досить складною і може змінюватись в залежності від великого числа умов осадження: енергій осаджуваних частино, температури підпоїш», складу газової суміші, робочого тиску, ступеню активності адсорбованих на підложку частинок, матеріалу, частоти та шершавості поверхні підлокш. В зв'язку з цим но існує структурної моделі та механізму

росту, спільних для псі? типів яуглоцови* конденсатів.

Властивості аморфного вуглецю а-С типу, для якого характерний пік КРС 1500 см_1, найбільш задовільно описуються в рамках ?СГ{-моделі, як.? не придатна дія моделювання структури подібних до скловидної фазя і-С плівок. В той же час алмазні плівка відрізняються від обох названих типів вуглецевих конденсатів. ■ Різними є також механізми їх росту. В умовах конденсації із плазми електричного розряду найкращі результати дають моделі, основані на Концепції поділу потоку бомбардуючих підпоагку частинок на потік матеріалу та потік енергії, які дозволяють пояснити ряд експериментальних фактів, наприклад, вплив домішок інертних газів на структуру отримуваних ялівок.

Діапазон зміни оптичних властивостей вуглецевих плівок дозволяє застосовувати їх для просвітлення Зі та Са, які широко використовуються в оптиці та оптоелектроніці.

Жорстким вимогам, що ставляться до оптичних покриттів та умов їх синтезу,задовольняє метод,оснований на використанні ВЧ-илазми ~ даним методом можуть бути отримані однорідні за • товщиною та структурою плівки на значній площі при низькій температурі підложки, В зв’язку з направленістю роботи на синтез покрить оптичних та оптоелектрогавгх елементів саме цей метод 1 був використаній! для отримання плівок аморфного вуглецю.

Другій розділ е методичним. в ньому розглянуті особливосте ВЧ-розряду як засобу активації газової фази при осадженні плівок аморфного вуглецю, подані схеми експериментальних установок по осадашгаю плівок та обгрунтовується вибір методів їх досліджень. Плівки аморфного вуглецю буж* отримані на трьох установках, на яких були реалізовані різні типи ВЧ-розряду. що дозволяло дослідити процес осадження в широкому діапазоні зміпп технологічних параметрів та при ослабленні їх взаємного впливу.

В основу дослідження структури та властивостей стріпуваних плівок були покладені методи оптичної спектроскопії: спектроскопія ІЧ-діачазопу; спектроскопія комбінаційного розсіяння світла, спектроскопія УФ- та видимого діапазонів і спектральна елігісомзтрія. Значна інформація про структуру отриманих плівок була одержана в ході вивчення їх коливальних спектрів та крав фундаментального поглинання.

Такий вибір методів >сл1дтс.;шл зумовленая як особливостям*

об’екту доел ідо нь, . так 1 можливістю паралельного отримання інформації про оптичні та оптоелоктронні властивості досліджуванні плівок.

Третій розділ повністю присвячений дослідженню залежностей міх технологічяими параметрами осадаош-я (електричним зміщанням па підложці, температурою осадження, потужністю ВЧ-розраду, складом газової суміші та загальним тиском) та структурою плівок аморфного вуглецю. В ньму досліджено також вплив матеріалу підложки на процес формування плівки.

Основним фактором, який приводив до формування а-С плівок, для яких характерним е пік КРС 1500 см-1, Оуло прикладання до аідложки електричного зміщення, взмгчиоа якого забезпечувала потужність на підложці ** 1 Вт/см2. Проведення осадження в умовах меншої потужності, що мало місце, наприклад, при осадженні на нейтральну підкожку, приводило до формування полімерних плівок, про що свідчили їх коливальні спектри.

І.

в іди. ОД.

^*1

/^VV''WЛ.A/■«Л■,W ЛІ '

1 *Чі

Хл..

х

1050 1200 1350 1500 1600. V, ем_1

Рис.1. Спектри КРС АЛЛ, осаджених при різних величинах

прикладеного до підложки постійного позитивного зміщення: а) иа=0 В, б) ив=100 В, В) и5=200 В, Г) ив=400 В.

Прияладоння до підложки постійного або ВЧ-зміщепяя приводило

до появи піку КРС 1500 см-1 та перерозподілу смуг поглинання в області валентних коливань СН-груп. Збільшення величини зміщення приводило до зсуву піку 1500 см-1 В бік ВИЩИХ ХВИЛЬОВИХ ЧИС9Л (рис.1). Вказані зміни коливальних спектрів поясгазпться виходом Із плівок вод:® то утворенням суцільної сітки міжвуглецевих ЗВ'ЯЗКІВ, стабілізованої воднем. Це підтверджується різким зростанням механічних властивостей а-с, плівок порівняно з полімерними.

Підвищення температури осадаеїшя дозволяло змінювати структуру осадлжувашіх плівок від а-С до 1-С типу. Спектр КРС 1-е шііпкя подібний до спектру скловидної фази вуглецп з дещо у ширеними Б- та в-лініями графіту. Плівки а-С тішу були осадазні до температури підлолии 570 К, після спостерігалось формування 1-С плівок (рис.2). Підвищення температури оездкення приводило до зсуву О-ліяІї в бік вищих хвильових чисел та перерозподілу інтенсивностей В- та С-лінІй (табл.1). При температурі понад 670 К па фоні В-ліпії спостерігалась поява ’ піку, що відповідав розупорядкованій алмазній фізі (рис.З). '

1050' 1ГД50 1500 V, см'1

Рис.2.Спектри КРС а-С плівок, осгузянлх при різних температурах підложки: а)?в-570 К, б)’Г5-470 К, в)Т4=370 К.

Такі зміна спектрів КРС викликані локальним упорядкуванням

орієнтації зр2-ов*язк1в у плівках та збільшення» розмірів мікрокристалів графіту у базисній алоіцані.згідао даних ІЧ-споктро-скоиїї, це супроводжувалось виходом 1а плівок зв'язаного водню. Так. якщо доя ГЧ-сноктрІв а-С:Н плівок іврактвршаїд були смуги поглинання в області валентних коливань СН-груп (3000 - 2850 см-1), то для 1-0 плівок вона на спостерігались. Натомість з'являлись смуги поглинання, близькі до графітіпрс (1592, 1564 та 1410 -1340 см"1), а деякий частотний зсув їх відносно графіту зумовлений, очевидно, аморфною структурою плівок.

Рис.З. Спектри КРС ДІЛ, осаджених при температурах підястя понад 670 К:а)ТЕ-670 К,б)Тв=770 К,з)Те=870 К.

Таким чином, шляхом зміни дйох технологічних параметрів, величини електричного зміщення ва підложці та температура осадоепна в рамках одного методу отримано широкий спектр структур вуглецевих плівок: полімерні. а-С та 1-е плівки.

Підвивання потужності на пІдлошЦ до 10 Вт/см2 приводажз до фориувашш нового типу вуглецевих конденсатів, відмінних як від а-С, так 1 від і-С плівок. Для них характерна досить вузька лінія

КРС (півшариною 10-15 см-1) 1370 см”‘та смуга поглинання 1050 та 1250 см-1 на ІЧ-спактраі. Такого типу вуглвцеві плівки отримані вперше 1 структура її потребус детального вивчення.

Введення в реакційну суміш азоту приводило до формування а-СН:Н плівок, на ІЧ-спектрах яких спостерігались смуга поглинання в області валентних та деформаційних коливань як СН-, так і N11-іруп.

Табл. 1. Залежність спектрального положення та відносної Інтзнсишості В та а-лінія КРО АЛЛ від температура осадження: Тв-7бмпература осаджыщя ,г>-хвшіьовз число,Лгі-півширша лінії, І-1нтенсивн1сть лінії, Ьа-розм1р мікрокристадіїз графіту.

ЛІ *3* к В, V, см"1 0, V, см~1 ДЛ, Ау.см" 1 ДЦ, Аи,ш“ 1 ір)/кс). А

370 1345І20 1533-15 360±10 180—10 0,42 4

470 1283*15 1535-10 240±10 200-10 0,48 8

570 1338-10 1553-10 200*10 ібс£)0 0,57 11

670 1353-10 1567-10 216-10 148-10 0,78 62

770 1352-10 1581-10 280-10 124—10 0,92 52

ЄЮ 1331-10 1Б99±10 280-10 80±10 0,96 50

Аналіз коливальних спектрів не виявив суттєвих залежносте® структури вуглецевих плівок від матеріалу підложки. Плівки а-О типу були отримані на підложках із Зі, ве, 3102, Д1203, їй, Ті, (У. Матеріал підложки впливав нв максимальну товщину, яка для а-О плівок не перевищувала 1,0 - 1,5 мсм та їх адгезію до підло гаси.

В четвертому розділі приведені результати досліджень крап фундаментального поглинання плівок аморфного вуглецю, їх оптичних, механічних, трибологічних властивостей шершавості поверхні та дані рекомендації по застосуванню отриманих плівок в ролі просвітлюючих захисних покриттів.

Дослідження’ крав фундампнташюго поглинання а-С:1І плівок

показалн, що він апроксіїмуеться залежністю Тауца: а її») • Ьї = а0*(Ер- 1ш)2 ' да а - коефіцієнт екстинкції, Еа- оптична ширила забороненої зони, V - частота вшіронілювашш і ао- деяка константа, що заложить від густиш станів. Шляхом зміна умов осадження були отримані плівки з оптичною шириною забороненої зони до 3,3 вВ.

В ході ізохорного відпалу спостерігалось немонотонно зменшення Ед. Дослідження показали, що сирина забороненої зони плівок аморфного вуглецю залетать від температури 1 не залежить від тривалості відпалу. Зменшення Ед спостерігалось також протягом перших чотирьох годин опромінення плівки ртутною лашою, після чого спостерігалась її стабілізація. Підвищення температури плівки привело до поновлення зменшення оптичної ширини забороненої зони. Такі зміни Ед кожна пояснити сумісним проходженням у шііпці процесів дифузії та ефузії водню. .

Такі властивості а-С:1І плівок подібні властивостям добро вивченого па сьгодаїшній донь аморфного гідрогенізованого кремнію, зонна структура якого знаходиться у хорошій відповідності до моделі Коеиа-Фріче-Ошинського і визначається, в основному, ближнім порядком розташування атомів. Зонна структура а-СсІі плівок В більшій мірі залежить від середнього порядку, тобто розмірів мікрокристалів графіту у плівці. Розрахунки, проведені в рамках прийнятої на сьогодні моделі зонної структури аморфного вуглецю, запропонованої Робортсоном, дозволили зв’язати Еа із розміром мікрокристалів графіту в а-С плівках.

Дослідження оптичних властивостей вуглецевих плівок були проведені в широкому спектральному діапазоні - від УФ до дальнього ІЧ-діапазону. Визначення оптичних констант у видимій області проводилось Із застосуванням методу спектральної оліпсомотрії. В основу розрахунків був покладений чисельний розв'язок оберненої зьзчі еліпсометрії. Основою для розрахунків оптичних констант у ІЧ-с'.’ласті були дані ІЧ-спектроскопії. Шляхом зміни параметрів

о сади тая були отримані плівки з різними значеннями пік. Д1епаз<.-л зміни оптичвиі констант дозволяв знизити втрати, зумовлені відбиттям падаючого випромінювання, до 0,1* для будь якої вибраної области діапазону 0,2 - 10 мкм шляхом нанесення плівок Із заданими значеннями оптичних констант та товщини на кремній та германій. Умоеою максимального зниження, відбиваючої

здотаості система шіівка-підложка бужі виконання слідуших рівностзй:

де п-показник заломлення плівки, пЕ~показник заломлення підлогки.

Результати досліджень мзханічних властивостей та шершавості поверхні аморрюго вуглецю показали, що накосешія а-С:Н плівок аа кремнієві та германієві Шдложси ке погіршує твердості та шершавості поверхні відносно вихідних 'підшжок. Так, твердість а-С:Н плівок становила « ю Г!Іа, а шершавість зменшувалась відносно підложки в 1,5 - 2 рази.

Нанесення двостороннього покриття на оптичні «лементи Із крбмніп та германій дозволяли збільшити їх пропускання в ІЧ-ОбластІ 3 48-55* до 93-968!.

І.А

2.0

без з АЛЛ АЛЛ

1.0

1.6

Uxx 556 574 ШВ

?? 0,54 0,56

ІЬв 21,3 28,0 тА/см

TJ 6,9 9,7 *

100 300 500 U, тй

Рис.4.Вольт-амперна характеристика сонячного елемента з АШТ та без нього 1 його фушсціональні параметриги^-напруга холостого ходу, Ікв-струм короткого замикання, РР-фактор ааповіюішя ВАХ, ^коефіцієнт корисної дії.

Просвітлення сонячних елементів, до серійно випускаться на Україні заводами•"Квазар",,"Гамма" та іншими, дозволяло зменшити

Іі відбиваючу здатність в робочій області (« 0,6 мкм) до 0,1*. При цьому К.К.Д. елемента зростав з 1,3.- 1,4 раза, причому основний приріст К.К.Д. відбувався за рахунок підвищення струму короткого замикання ( 1^ ). Спостерігалось також зростання напруги холостого ходу ( ) та фактору заповнення В АХ (РР).

Таким чипом, «оден з парамвтрів ВАХ не погіршувався (рис.4). Температура напасання таких покриттів становила «300 К,нерівномірність плівки по товщині но перевищувала 5 им нри нанесенні II на підизгку діаметром 100 мм 1 вище, твердість була нв меншою 10 ГПа.а оптичні властивості покриття но змінювались при відпалі ДО 570 К.

Такі властивості покриттів па основі аморфного вуглеци надазтгь Тм суттєву перевагу над застосовуваними сьогодні в ІЧ-оптадІ та оптоелектроніці просвітлюючими покриттями на основі йй, ггйе, ВаР2, БгР2, 5102, Б102, Б10, 31дМ4. Одні з них мають низькі механічні властивості та термічну стійкість, с нестійкими до впливу умов зовнішнього сяредовища. Інші к отримують Із високотоксичних реагентів, часто потребують високої температури підложки та мають досить складні технології нанесення. Контрольовані зміни оптичних властивостей вищевказаних покриттів вв'язані Із значками технологічними ускладненнями.

В силу вказаних причин аморфний вуглець цілком придатний для заміни вказаних матеріалів при просвітленні сонячних елементів, а також вікон пропускання із Бі та Се різних оптичних систем.

Перспективними е дослідження в напрямі створення варізонних структур па основі аморфного вуглецю, вікон прозорості сонячних елементів, гетероструктур, а також створення багвтокаскадниі сонячних елементів Із високим К.К.Д.,у яких би поєднувались напівпровідникові та оптичні властивості плівок аморфного вуглецю.

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ

1 .Встановлено, що основна фактором, який нріподив до формування плівок а-С типу з мотан-водневдї суміші, актированоІ у низькотемпературній високочастотній плазмі, було прчг иш до піддожки ВЧ- або постійного зміщення, яке забезпечувало потужність на Щдложці ~ 1 Вт/см2.

2.В межах одного методу отримало широкий сп^т'^Т1 структур

вуглецевиі конденсатів: полімерні, а-0 та 1-0 плівки. Встановлено, що а-0 плівки формуються в діапазоні температура осадження від 300 до 570 К. При температурах від 570 до 870 К утворюються 1-0 плівки. Експериментально показано, що для а-С плівок розмір упорядкованих областей зр2-фази не перевищує 12 і. Підвищення температури осадження приводить до збільшення у плівках розмірів мікрокристалів графіту та виходу із них зв'язаного водно.

3.Показано, що для реалізованих у роботі умов осадження найбільш сильний вплив на структуру отримуваних плівок Із усіх технологічних параметрів чинили величина електричного зміщення на підаожці та температура осадження. Встановлені залежності структури вуглецевих плівок від умов осадження е спільними для ВЧ0- та В’П-розрядІв і не зв'язані з конструкційними особливостями розрядних систем.

4.Синтезовані плівки аморфного вуглецю Із значеннями оптичних

констант, заданими у слідуючих діапазонах: показника заломлення п від 1,6 до 2,4; коефіцієнта поглинання к від 0,01 до 0,3; оптичної ширини забороненої зони Ед від 0,2 до 3,3 еВ. .

5.Встановлена стабільність оптичних характеристик плівок пра віддалі їх до 570 К, показана цринципова можливість створення структур із оптичною варанов забороненої зони до 3,3 еВ. Досліджено вшгив відпалу та УФ-випромІнивання на ширину забороненої зона синтезованих плівок, показано, що Ед залежить від температури 1 на залежить від тривалості відпалу.

6.Розроблено спосіб осадження просвітлюючих захисних покриттів для оптичних та оптоелектронних елементів Із Зі та бе на спектральний діапазон 0,2 - 10 мкм.

7.Створені покриття рекомендуються як просвітлюючі, захисні, пасивуючі та анщцеградаційні для оптоелектроніки, зокрема для сонячних елементів на основі кремнію, що дозволяють підвищити їх К.Н.Д. в 1,3 - 1,4 раза, на погіршувчи при цьому жодного з параметрів вольт-амперної характеристика сонячного елемента.

8.Створені покриття рекомендуються для просвітлення 1 захисту кремнієвих та германієвих блементів оптичних систем ІЧ-д1апазопу.

Загальні результати опубліковані в слідуючих роботах 1.Дорошенко А.А./Осаждение алмазоподобных пленок из ВЧ-плазми// Получение, свойства а применение сверхтвердых материалов.-Киев,

ЙСМ АН Украины, 1992 г., с.93 - 95.

2.Semenovich V.A. .Dorochenko A.A. .Parchotcenko A.H./RF-dlcharge plasma deposition of antifriction diomond-llke carbon films// Thesis of report eecond European conference on diamond and diamond like carbon coatings, September 2-6,1991.

3.Дорошейко А.А.,Семенович В.А.,Хаддрхко С.И.,Куцай A.II. ,Муи-нов М.Т./Характер колебательнах спектров ашазоподобшх пленок// Сверхтвердые материалы, Н4, 1993 г.-с.15 - 20.

4.Дорошенко Д.А., Семенович В.А.,Мушюв Н.Т.,Дуб С.Н/Некоторые особенности структуры алмазоподобных пленок// Сверхтвердое материалы,’ Н5, 1993.-c.15 - 19.

5. Дорошенко А.А., Сегленович В.А., Куцай А.М., Хандохко С.И., Иузнов Ц.Т./ Алмазогодобннэ просветлящие защитные покрытия оптических элементов// Алмаз: физика в электроника, труда московского семинара, вып. 2, Москва, 1993.-с.70.

Б.Дорошенко А.А.,Куцай A.U..Хандожко С.И./ Защитные просвет-лящяе покрытая на основе алмазоподрбных пленок// Лучшие конкурсные научные результаты 1992 года. АН Украины, Ин-т сверхтвердых материалов им. В.Н.Бакуля.-Киев,1992.-с.К.

7.Дорошенко А. А.,Купай А.М..Хавдожко С.И./ Способ осавдвния алмазогодобных пленок// Дучшэ конкурсные научные результаты 1992 года. АН Украина, йп-т сверхтвердых материалов им. В.Н.Бакуля.-КиеВ,1992.-с.15.