Charakterystyka AFM cienkich warstw SnO2 uzyskanych podczas sputteringu magnetronowego przy wybranych warunkach procesu

• Autorzy: Grudniewski T. , Lubańska Z. , Czernik S.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rb.2015.40

Warianty tytułu

EN

AFM characterization of SnO2 thin films obtained by magnetron sputtering in line 440 setup using different process components

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Mikroskopia sił atomowych (AFM-Atomic Force Microscopy) znajduje obecnie szerokie zastosowanie w dziedzinie charakteryzacji materiałów elektronicznych [1,2]. Oprócz precyzyjnego pomiaru topografii powierzchni z rozdzielczością umożliwiającą obserwowanie warstw atomowych, współczesne urządzenia tego typu oferują wiele dodatkowych możliwości, obejmujących badanie właściwości elektrycznych, magnetycznych jak i zmian zachodzących przy wahaniach temperatury. Jednym z zastosowań może być charakteryzacja otrzymanych warstw na podstawie obserwowanych obrazów struktur oraz powiązanie obserwowanej struktury z parametrami elektro-optycznymi. Szczególnie interesujące są struktury przewodzące prąd, przeźroczyste oraz takie, które absorbują jak najwięcej energii z padającego promieniowania [3-7]. Autorzy w niniejszej pracy wykonali badania metodą mikroskopii sił atomowych (AFM NT-MDT Ntegra Spectra C – Rys.1.) cienkich warstw SnO2 otrzymanych w procesie napylania w Line 440 Alliance Concept. Postanowiono zbadać zależności pomiędzy topografią warstw a temperaturą procesu napylania, ilością gazów biorących udział w procesie oraz równolegle własnościami elektrycznymi. Starano się odszukać zależności umożliwiające charakteryzowanie parametrów elektro-optycznych warstw SnO2 (uzyskiwanych w różnych temperaturach) w oparciu o obrazy pozyskane techniką AFM. Autorzy uważają, że badania struktur z wykorzystaniem AFM usprawnią dobór procesów napylania celem otrzymania oczekiwanych własności elektrycznych i optycznych. Otrzymane podczas prac rezultaty pozwalają na chwilę obecną skorelować własności elektro-optyczne warstw z ich topografią oraz procesami wytwarzania. Przeprowadzone eksperymenty pozwoliły w fazie finalnej na otrzyanie przezroczystych tlenków SnO2 o zakładanej rezystancji.

EN

Atomic force microscopy is one of the most popular method used in surface imaging. This method allows to measure the surface topography and determine the dimensions of the structures in the subatomic resolution [1]. Due to its properties, it can be applied to the measurement of conductors and semiconductor surfaces prepared in various processes. The experiment is focused on SnO2 and ITO thin layers which can be used as transparent electrodes [2]. The authors are trying to illustrate the correlation between process parameters - creation of semiconductor in magnetron sputtering by different process conditions (temperature and cooling process, gas pressure and composition), surface of the sample and its other electro-optical parameters. The authors of this research performed experiments using atomic force microscope (AFM NT-MDT Ntegra Spectra C - Fig.1.). SnO2 thin films were prepared in a sputtering system Line 440 Alliance Concept. It was decided to examine the relationship between the topography of the layers and the temperature of the sputtering process, the amount of gas involved in the process and parallel electrical properties. Attempts were made to find a relationship permitting the characterization of the electro-optical parameters SnO2 layer (obtained at different temperatures) based on the obtained AFM images. The authors believe that the study of structures using AFM facilitate the selection process in order to obtain the expected sputtering electrical and optical properties. Results obtained during the work permit at the moment correlate the electro-optical properties of the layers of their topography and manufacturing processes.

Słowa kluczowe

PL

tlenek cyny; cienka warstwa; elektroda przezroczysta; sputtering magnetronowy; warunki procesu; AFM

EN

tin oxide; thin film; transparent electrode; magnetron sputtering; process conditions; AFM

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Rocznik: 2015
• Tom: z. 62, nr 2
• Strony: 99--106
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Grudniewski T.

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

autor

Lubańska Z.

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

autor

Czernik S.

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

Bibliografia

• [1] A. Bosseboeuf, M. Dupeux, M. Boutry, T. Bourouina, D. Bouchier, D. Débarre, Characterization on W Films on Si and SiO2/Si Substrates by X-Ray Diffraction, AFM and Blister Test Adhesion Measurements, Microsc. Microanal. Microstuct. 8 (1997) 261-272.
• [2] M. Batzill, U. Diebold, The surface and materials science of thin oxide, Progress in Surface Science 79 (2005) 47-154.
• [3] Posadowski W. M.: Pulsed magnetron sputtering of reactive compounds, Thin Solid Films, vol. 343–344 (1999), s. 85–89.
• [4] 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.
• [5] Kaczmarek D.: Modyfikacja wybranych właściwości cienkich warstw TiO2, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2008.
• [6] Gurlo A.: Interplay between O2 and SnO2: Oxygen ionosorption and Spectroscopic Evidence for Adsorbed Oxygen. ChemPhysChem, 7 (2006) 2041–2052.
• [7] Izydorczyk W., Adamowicz B., Miczek M., Waczyński K.: Computer analysis of an influence of oxygen vacancies on the electronic properties of the SnO2 surface and near-surface region. Physica Status Solidi (a), 203 (2006) 2241.