Синтез тонких пленок TiN, Ti и TiSi$_{2}$ для контактной системы солнечных элементов

Проанализировано влияние таких параметров осаждения как мощность магнетрона в диапазоне 690–1400 W; температура кремниевой подложки – 23-170$^\circ$C; расход газа N$_{2}$ – 0.9-3.6 l/h; расход газа Ar – 0.06-3.6 l/h; отношение потоков газа N$_{2}$/Ar – 1–60 – на толщину, плотность и состав осажденных пленок. Получена максимальная плотность 5.247 g/cm$^{3}$, соответствующая составу TiN$_{0.786}$ = Ti$_{56}$N$_{44}$, при параметрах осаждения: 1200 W; N/Ar=1.8/0.06 l/h=30; 0.8 Pa; 320 s; 100$^\circ$C. При температурах 700–800$^\circ$С взаимная диффузия атомов титана и кремния через границу раздела приводит к активному зародышеобразованию, формированию нанокристаллов и низкоомных слоев металлизации. Методом рентгеновской дифракции показано, что во время отжига при 700$^\circ$С (30 min, Ar) образование фазы TiSi$_{2}$ вследствие диффузии атомов Ti в кремний вдвое интенсивнее, чем образование Ti$_{5}$Si$_{3}$ при диффузии атомов кремния в титан в результате высокой твердости титана. Средние размеры TiSi$_{2}$ уменьшаются с 7.1 до 5.6 nm при 750$^\circ$C из-за кристаллизации зародышей и увеличиваются до 9.2 nm при 800$^\circ$C.