Rev. Phys. Appl. (Paris) 13, 745-751 (1978)
DOI: 10.1051/rphysap:019780013012074500

Growth of CuInS2 and its characterization

H.L. Hwang¹, C.Y. Sun², C.Y. Leu³, C.L. Cheng³ et C.C. Tu<sup>3

1</sup>  Dept. of Electrical and Power Engineering
²  Industrial Technology Research Institute, Hsin Chu, Taiwan, R.O.C.
³  Dept. of Material Science, National Tsing Hua University, Hsin Chu, Taiwan, R.O.C.

Abstract
Novel methods for the material synthesis, crystal growth and film preparation of CuInS2 were developed, some of their properties were characterized. CuInS2 single crystals were grown by iodine vapour transport. The habit-planes were determined to be (112) and (110). The lattice parameters were determined to be a = 5.517 Å, c = 11.122 Å (tetragonal). The as-grown crystals were n-type with resistivities in the order of 106 Ω-cm. Eight lattice vibration modes were characterized by Raman Scattering. Single phase CuInS2 thin films were prepaed by RF sputtering The as-deposited films were p-type with resistivities in the range of 10-1 to 101 Ω-cm. Back scattering was used for the film analysis. The feasibility of using flash evaporation to deposit single phase CuInS2 films has also been studied.

Résumé
Des nouvelles méthodes de synthèse de matériau, de croissance cristalline et de préparation de films de CuInS2 ont été développées, quelques-unes de leurs propriétés ont été déterminées. Des monocristaux de CuInS2 ont été obtenus par transport à l'iode en phase vapeur. Les plans de croissance étaient (112) et (110). Les paramètres du réseau étaient a = 5,517 Å, c = 11,122 Å (tétragonal). Les cristaux bruts de croissance étaient de type n avec des résistivités de l'ordre de 10 6 Ω cm. Huit modes de vibration du réseau ont été caractérisés par diffusion Raman. Les films minces ne présentant que la phase CuInS 2 ont été préparés par pulvérisation RF. Les films bruts de dépôt étaient de type p avec des résistivités de l'ordre de 10-1 à 101 Ω cm. La rétrodiffusion des rayons X a été utilisée pour l'analyse des couches minces. La possibilité de déposer la seule phase CuInS2 sous forme de films par évaporation flash a aussi été étudiée.

PACS
6160 - Crystal structure of specific inorganic compounds.
6855 - Thin film growth, structure, and epitaxy.
7220F - Low field transport and mobility: piezoresistance semiconductors/insulators.
7280J - Electrical conductivity of other crystalline inorganic semiconductors.
7360F - Electronic properties of semiconductor thin films.
7830G - Infrared and Raman spectra in inorganic crystals.
8110B - Crystal growth from vapour.
8115C - Deposition by sputtering.
0510 - Crystal growth.
0520 - Thin film growth and epitaxy.
2520M - Other semiconductor materials.

Key words
copper compounds -- crystal growth from vapour -- electrical conductivity of crystalline semiconductors and insulators -- electronic conduction in crystalline semiconductor thin films -- lattice constants -- molecular vibration in solids -- particle backscattering -- radiofrequency sputtering -- Raman spectra of inorganic solids -- semiconductor growth -- ternary semiconductors -- vapour deposition -- crystal growth -- CuInS sub 2 -- lattice parameters -- lattice vibration modes -- RF sputtering -- flash evaporation -- ternary semiconductor -- thin film growth -- I sub 2 vapour transport -- habit planes -- electrical resistivity -- Raman scattering -- back scattering