Próba modyfikacji własności warstw otrzymywanych w procesie sputteringu magnetronowego z wykorzystaniem elementów sterowanych zewnętrznie

• Autorzy: Grudniewski T. , Czernik S. , Lubańska Z. , Lichograj R. , Lichograj P.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rb.2014.87

Warianty tytułu

EN

Attempt of the layer modification using externally controlled elements during magnetron sputtering

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Sputtering magnetronowy jest techniką napylania warstw zdobywającą coraz większe zainteresowanie w procesach wytwarzania elementów elektronowych i ogniw fotowoltaicznych. Celem prezentowanych w artykule prac badawczych, była analiza możliwości modyfikacji składu i topografii warstw otrzymywanych w procesie sputteringu magnetronowego z wykorzystaniem elementów sterowanych zewnętrznie. Rolą wprowadzonych do układu elementów zewnętrznych było zaburzenie procesu nanoszenia warstw. Zaburzenie nanoszenia warstw może skutkować pozytywnie, powodując większe uporządkowanie struktury warstwy lub bardziej jednolitą powierzchnię, lub negatywnie - całkowicie uniemożliwiając prawidłowe napylenie warstwy. Oba rezultaty są pożądane z punktu widzenia zastosowań produkcyjnych. Z jednej strony poszukuje się cienkich i jednolitych warstw, a z drugiej - warstw o zmodyfikowanej topografii. W czasie eksperymentów autorzy użyli siatek stalowych oraz przewodników miedzianych umieszczonych w wybranych odległościach od siebie jak i podłoża, a następnie napylali miedź na powierzchnię płytek ze szkła laboratoryjnego. Następnie próbki zostały przebadane przy pomocy mikrosondy wykrywającej skład atomowy substancji i mikroskopu sił atomowych celem analizy zmian w topografii. Autorzy spodziewali się otrzymać warstwy o zwiększonej powierzchni aktywnej. Zgodnie z przewidywaniami autorów otrzymane warstwy okazały się znacznie cieńsze. Interesujący jest natomiast fakt, że ich struktura była bardziej uporządkowana niż na próbce referencyjnej, a ich chropowatość znacznie mniejsza. Podczas eksperymentów nie doszło także do wybijania materiału z dodatkowych elementów wprowadzonych do układu.

EN

Magnetron sputtering is a technic to spray sheets that acquire more interests in electronics and photovoltaic fabrication. The aim of the research presented in present paper was to analyze the possibility of modifying of the layers obtained by the magnetron sputtering - using elements controlled externally. Those elements can modify obtained layers in two different ways: positive by greater orderliness of structure or more uniform surface, or negative causing gaps in sputtered coating. Both results are desirable from the applications point of view. On the one hand seeking to thin and uniform layers on the other layers of the modified topography. During the experiments, the authors used a wire mesh and copper conductors located in some distance from each other and the substrate. Then the samples were tested using the SEM microscope witch detection probe that allow to detect the layer composition substances and atomic force microscope for analysis of changes in topography. Authors hoped to achieve layers with greater active surface area. As authors suspected, sputtered layers were a lot thinner. Interesting fact is that their structure was a lot more ordered than the reference sample, and their roughness was smaller. During the experiment there was no material extraction from additional elements.

Słowa kluczowe

PL

ogniwo fotowoltaiczne; technologia wytwarzania; cienka warstwa; sputtering magnetronowy; skład; modyfikacja; chropowatość

EN

photovoltaic cell; production technology; thin layer; magnetron sputtering; composition; modification; roughness

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Rocznik: 2014
• Tom: z. 61, nr 3/II
• Strony: 195--202
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Grudniewski T.

• Zakład Informatyki, Katedra Nauk Technicznych, Państwowa Szkoła Wyższa, Biała Podlaska

autor

Czernik S.

• Centrum Badań nad Innowacjami, Państwowa Szkoła Wyższa, Biała Podlaska

autor

Lubańska Z.

• Zakład Informatyki, Katedra Nauk Technicznych, Państwowa Szkoła Wyższa, Biała Podlaska

autor

Lichograj R.

• Zakład Informatyki, Katedra Nauk Technicznych, Państwowa Szkoła Wyższa, Biała Podlaska

autor

Lichograj P.

• Zakład Informatyki, Katedra Nauk Technicznych, Państwowa Szkoła Wyższa, Biała Podlaska

Bibliografia

• [1] A. Sahin, H.Kaya, Thin-Film Solar Cells, (2010).
• [2] S.M. Rossnagel, SputterDeposition W.D. Sproul, K.O. Legg (Eds.), Opportunities for Innovation Advanced Surface Engineering, Technomic Publishing Co, Switzerland, (1995).
• [3] M. W. Park, W. W. Lee, J. G. Lee, Ch. M. Lee, A Comparison of the Mechanical Properties of RF- and DC- Sputter-Deposited Cr ThinFilms, Materials Science Forum (Volumes 546 - 549), (2007).
• [4] M. Batzill, U. Diebold, The surface and materials science of thin oxide, Progress in Surface Science 79 (2005) 47-154.
• [5] Posadowski W. M.: Pulsed magnetron sputtering of reactive compounds, Thin Solid Films, vol. 343–344 (1999), s. 85-89.
• [6] Musil J., Baroch P., Vlcek J., Nam K.H., Han J.G.: Reactive magnetron sputtering of thin films: present and trends, Thin Solid Films, vol. 475 (2005), s. 208–218.
• [7] Kaczmarek D.: Modyfikacja wybranych właściwości cienkich warstw TiO2, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2008.
• [8] Luhin V., Zarapin V., Zharski I., Zhukowski P.: Sensorowe właściwości cienkich warstw SnO2 wytwarzanych rozpylaniem magnetronowym, Elektronika. Konstrukcje, technologie, zastosowania 11/2011, s.76-78.