Wpływ parametrów procesu technologicznego na właściwości cienkich warstw na bazie miedzi

• Autorzy: Rogala Jacek , Wojcieszak Damian , Pastuszek Roman , Mańkowska Ewa

Identyfikatory

DOI

10.15199/13.2019.7.9

Warianty tytułu

EN

Influence of the technological process conditions on properties of thin films based on copper

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiona została analiza wpływu parametrów procesu technologicznego wytwarzania cienkich warstw tlenków miedzi na ich właściwości strukturalne, optyczne oraz elektryczne. Badaniu poddane zostały warstwy wytworzone za pomocą metody stałoprądowego rozpylania magnetronowego w atmosferze mieszaniny O₂:Ar o zawartości O₂ wynoszącej odpowiednio 75% oraz 100%. Właściwości strukturalne badanych warstw określone zostały na podstawie badania metodą dyfrakcji rentgenowskiej. Właściwości optyczne scharakteryzowano na podstawie pomiaru transmisji światła, a elektryczne na podstawie charakterystyk prądowo-napięciowych. Badanie metodą XRD wykazało, że uzyskano warstwy CuO (tlenku miedzi II) w postaci tenorytu o średnim rozmiarze krystalitów wynoszącym około 13 nm. Badanie właściwości optycznych wykazało, że nie ma różnicy w transmisji światła dla promieniowania krótszego niż około 600 nm. Nieznaczne różnice zauważalne między warstwami widoczne są powyżej tej długości. Średnia wartość transmisji dla długości fali λ = 550 nm wynosiła 35%. Badanie właściwości elektrycznych wykazało, że warstwa naniesiona w mieszaninie O₂:Ar zawierającej 75% O₂ miała rezystancję wynoszącą około 17 kΩ podczas gdy rezystancja warstwy wytworzonej w atmosferze wyłącznie tlenowej wynosiła około 5 kΩ.

EN

The paper presents an analysis of the impact of the parameters of the technological process of copper oxides thin films on their structural, optical and electrical properties. Investigated films were deposited using DC magnetron sputtering method in the atmosphere of the O₂:Ar mixture with an O₂ content of 75% and 100% respectively. The structural properties of the investigated films were determined based on the X-ray diffraction method. Optical properties were characterized on the basis of light transmission measurements, and electrical properties based on current- -voltage characteristics. The XRD showed that CuO (copper oxide II) films were obtained in the form of a tenorite with an average crystallite size of about 13 nm. The investigation of the optical properties showed that there is no difference in light transmission for wavelength shorter than approximately 600 nm. Slight differences between the layers are visible above this length. The average transmission value at wavelength λ = 550 nm was 35%, so these layers can be used in transparent electronics. Testing of electrical properties showed that the layer deposited in the O₂:Ar gas mixture containing 75% of O₂ had a resistance of approximately 17 kΩ, when the resistance of the layer prepared in a pure oxygen atmosphere of approximately 5 kΩ.

Słowa kluczowe

PL

parametry procesu; tlenek miedzi; cienkie warstwy; właściwości optyczne; właściwości elektryczne; właściwości strukturalne

EN

process conditions; copper oxide; thin films; optical properties; electrical properties; structural properties

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 60, nr 7
• Strony: 31--33
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., wykr.

Twórcy

autor

Rogala Jacek

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki, Wrocław

autor

Wojcieszak Damian

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki, Wrocław

autor

Pastuszek Roman

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki, Wrocław

autor

Mańkowska Ewa

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki, Wrocław

Bibliografia

• [1] Qiao Liang, T. Swihart Mark, (2017) “Solution-phase synthesis of transition metal oxide nanocrystals: Morphologies, formulae, and mechanisms", Advances in Colloid Interface and Science 244, s. 199-266.
• [2] Su Jiangbin, Liu Yang, Jiang Meiping, Zhu Xianfang, (2016) “Oxidation of copper during physical sputtering deposition: mechanism, avoidance and utilization", SCIENCE CHINA Materials 59, s. 144-150.
• [3] Sanal K., L.S. Vikas, Jayaraj M., (2014) “Room temperature deposited transparent p-channel CuO thin film transistors.", Applied Surface Science 297, s.153-157.
• [4] Wanjala Khisa, K Njoroge, W, Makori Evans, Ngaruiya James, (2016) “Optical and Electrical Characterization of CuO Thin Films as Absorber Material for Solar Cell Applications", International Journal of Energy Engineering, s. 1-6.
• [5] Cho Shinho, (2013) “Optical and electrical properties of CuO thin films deposited at several growth temperatures by reactive RF magnetron sputtering.", Metals and Materials International 19.
• [6] Dolai S., Dey R., Das Shirsendu, Hussain Shamima, Bhar R., Pal A.K., (2017) Journal of Alloys and Compounds 724, s. 456-464.

Uwagi

1. Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).

2. Praca była finansowana ze środków NCN w ramach projektu 2018/29/B/ST8/00548 oraz ze środków na działalność statutową Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego w latach 2018-2019, zlec. nr 0401/0130/18 oraz zlec. nr 049U/0018/19.