Techniki rozpylania magnetronowego DC, MF i RF do nanoszenia cienkich warstw WO3

• Autorzy: Jankowski H. , Marszałek K. , Sokulski J. , Zabila Y. , Stapiński T.

Warianty tytułu

EN

DC, MF and RF magnetron sputtering techniques for WO3, thin films deposition

• Konferencja: Krajowa Konferencja Elektroniki (11 ; 11-14.06.2012 ; Darłówko Wschodnie, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Cienkie warstwy elektrochromowe są obecnie intensywnie badane z powodu ich potencjalnych zastosowań w systemach optycznych szczególnie z zasilaniem fotowoltaicznym. Tlenek wolframu jest najbardziej obiecującym materiałem ze względu na swoje właściwości optyczne. W niniejszej pracy przedstawiono szczegóły technologiczne nanoszenia tlenku wolframu różnymi metodami magnetronowego rozpylania jonowego; DC (stałoprądowego), MF (impulsowego) i RF (częstości radiowej). Rozpylanie było prowadzone z użyciem metalicznej tarczy wolframowej dla różnych składów mieszanki gazowej Ar/O2. Jednym z badanych parametrów rozpylania była prędkość rozpylania w funkcji mocy wyładowania. Otrzymano wartości zmieniające się od 5 nm/mim to 20 nm/min dla różnych technik nanoszenia i mocy od 200 W do 1 kW. W celu uzyskania warstw krystalicznych prowadzono wygrzewanie otrzymanych warstw po naniesieniu w temperaturach 380...450°C w powietrzu. Badania strukturalne prowadzono metody dyfraktometrii rentgenowskiej a badanie morfologii powierzchni metoda mikroskopii sił atomowych.

EN

Thin film electrochromic films are nowadays produced and investigated due lo their application in different optical systems with possible photovoltaic supply Between them metallic oxides WO3 are the most promising because of excellent optical parameters. This paper presents details of magnetron sputtering technology for WO3 thin film preparation. All types it means DC (direct current sputtering), MF (pulsed magnetron sputtering) and RF (radio frequency sputtering) were tested as preparation method Films were deposited from metallic tungsten target in Ar/O2 gas mixture to realize reactive sputtering process of WO3 film nucleation. One of the tested sputtering parameter was power supply (starting from 200 W to 1 kW). Deposition rate were calculated for all deposition method and was found from 5 nm/min to 20 nm/min. Deposition process was realized in ambient substrate temperature for all sputtering method. Cristal structure was defined by x-ray diffraction for all WO, films after post deposition annealing in 380 to 450°C air atmosphere. Surface properties of sputtered films were investigated by means of atomic force microscopy AFM.

Słowa kluczowe

PL

rozpylanie jonowe; efekt elektrochromowy; cienkie warstwy; WO3

EN

sputtering; electrochromic effect; thin films; WO3

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 53, nr 10
• Strony: 79--81
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., il., rys., wykr.

Twórcy

autor

Jankowski H.

autor

Marszałek K.

autor

Sokulski J.

autor

Zabila Y.

autor

Stapiński T.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Katedra Elektroniki, Kraków

Bibliografia

• [1] Depla D., S. Mathieu: Reactive Sputter Deposition, Springer, Berlin-Heilderberg-New York, 2008.
• [2] Glicksman L.: Energy efficiency in the built environment. Physics Today, 61, (2008), 35.
• [3] Marszałek K., H. Jankowski, B. Swatowska, M. Perzanowski, T. Stapiński: Właściwości optyczne i strukturalne warstw elektrochromowych WO3. Elektronika, 11, (2011), 39.
• [4] Granqvist C. G.: Nature Materials, Vol.5, (2006), 89-90.
• [5] Swatowska B., T. Stapinski: Amorphous hydrogenetad silicon-nitride films for applications in solar cells. Vacuum,82, (2008), 942-946.
• [6] Posadowski W. M., A. Wiatrowski, J. Dora, Z. J. Radzimski: Magnetron sputtering control by medium-freuency power supply parameter. Thin Solid Films, 516, (2008), 4478-4482.
• [7] Dora J.: Polish Patent No.313150, 1996.
• [8] Jankowski H., T. Kenig, L. Maksymowicz, T. Pisarkiewicz, M. Warzecha: Technologia heterozłącza do zastosowań fotowoltaicznych. Elektronika, 10, (2007), 32-34.
• [9] Posadowski W. M.: Pulsed magnetron sputtering of reactive compounds. Thin Solid Films, 343-344, (1999) 85-89.
• [10] Emmerlich J., S. Mraz, R. Snyders K. Jiang, J. M. Schneider: The physical reason for apparently low deposition rate during high power pulsed magnetron sputtering. Vacuum 82 (2008) 867-870.
• [11] Wiatrowski A. and M. Posadowski: Pulsed dc self-sustained magnetron sputtering. J. Vac. Sci. Technol. A 26(5), Sep/Oct 2008, 1277-1281.
• [12] Shinoki F. and A. Itoh: Mechanism of rf reactive sputtering. Journal of Applied Physics, 46, (1975), 3381.
• [13] Elmer K., R Wendt: DC and RF (reactive) magnetron sputtering of ZnO:Al films from metallic and ceramic targets: a comparative study. Surface and Coatings Technology 93 (1997) 21-26.
• [14] Hutchins M. G., O. Abu-Alkhair, M. M. El-Nahass, K. Abd El-Hadyd: Structural and optical characterization of thermally evaporated tungsten trioxide thin films. Materials Chemistry and Physics, 98, (2006), 401-405.
• [15] Azimirad R., O. Akhavan, A. Z. Moshfegh: The effect of heat treatment on physical properties of nanograined WO3 -Fe2O3 thin films. Vacuum, 85, (2011), 810-819.