Specific method of deposition of aluminium-doped zinc oxide thin films on flexible glass substrates

• Autorzy: Kiełczawa Szymon , Wiatrowski Artur

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2022.09.58

Warianty tytułu

PL

Specyficzna metoda osadzania cienkich warstw tlenku cynku domieszkowanego glinem na elastycznych podłożach szklanych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this paper, we report specific method of controlling magnetron sputtering process by parameter named by the power supply manufacturer as “circulating power”. That parameter may be used to determine sputtering mode (metallic, transient, dielectric). Basing on the circulating power characteristics the AZO thin films were deposited onto conventional (non-bendable) and bendable glass substrates. The films were characterized by high optical transmittance (over 80% in visible light spectrum) and low resistivity, which was in range of 10-3 Ω∙cm.

PL

W artykule przedstawiono specyficzną metodę sterowania procesem rozpylania magnetronowego za pomocą parametru nazwanego przez producenta zasilacza “mocą krążącą”, który użyto do określenia modu rozpylania (metaliczny, przejściowy, dielektryczny). Na podstawie charakterystyk mocy krążącej cienkie warstwy AZO zostały naniesione na konwencjonalne oraz giętkie podłoża szklane. Warstwy te posiadały dużą transmisją światła (powyżej 80% w zakresie widzialnym światła) oraz niską rezystywnością (na poziomie 10-3 Ω∙cm).

Słowa kluczowe

EN

magnetron sputtering; reactive sputtering; transparent electronics; flexible coating

PL

rozpylanie magnetronowe; rozpylanie reaktywne; transparentna elektronika; powłoka elastyczna

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2022
• Tom: R. 98, nr 9
• Strony: 247--250
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kiełczawa Szymon

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki, Fotoniki i Mikrosystemów, ul. Z. Janiszewskiego 11/17, 50-372 Wrocław

• https://orcid.org/0000-0003-4315-7385

autor

Wiatrowski Artur

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki, Fotoniki i Mikrosystemów, ul. Z. Janiszewskiego 11/17, 50-372 Wrocław

• https://orcid.org/0000-0002-8594-2384

Bibliografia

• [1] Kluth O., Rech B., Houben L., Wieder S., Scho G., Beneking C., Wagner H., Lo A., Schock W.H., Texture etched ZnO:Al coated glass substrates for silicon based thin film solar cells, Thin Solid Films 351 (1999) 247–253
• [2] Yoo J., Lee J., Kim S., Yoon K., Jun Park I, Dhungel S.K., Karunagaran B., Mangalaraj D., Junsin Y., High transmittance and low resistive ZnO:Al films for thin film solar cells, Thin Solid Films 480–481 (2005) 213–217
• [3] Nomoto J., Hirano T., Miyata T., Minami T., Preparation of Al-doped ZnO transparent electrodes suitable for thin-film solar cell applications by various types of magnetron sputtering depositions, Thin Solid Films 520 (2011) 1400–1406
• [4] Yamamoto N., Makino H., Osone S., Ujihara A., Ito T., Hokari H., Maruyama T., Yamamoto T., Development of Ga-doped ZnO transparent electrodes for liquid crystal display panels, Thin Solid Films 520 (2012) 4131–4138
• [5] Doo-Soo K., Ji-Hyeon P., Su-Jeong L., Kyung-Jun A., Mi-So L., Moon-Ho H., Woong L., Jae-Min M., Effects of oxygen concentration on the properties of Al-doped ZnO transparent conductive films deposited by pulsed DC magnetron sputtering, Materials Science in Semiconductor Processing 16 (2013), 997-1001
• [6] Markvart T., Castaner L., Solar Cells: Materials, Manufacture and Operation, Elsevier, Amsterdam, 2006
• [7] Nagano K., Nishizawa T., Umeda Y., Kasai T., Noguchi T., Gotoh K., Ikawa N., Eitaki Y., Kawasumi Y., Yamauchi T., Arito H., Fukushima S., Inhalation Carcinogenicity and Chronic Toxicity of Indium-tin Oxide in Rats and Mice, Journal of Occupational Health 53 (2011), 175-187
• [8] Minami T., Nanto H., Takata S., Highly conductive and transparent zinc oxide films prepared by rf magnetron sputtering under an applied external magnetic field, Appl. Phys. Lett. 41(1982), 958
• [9] Posadowski W., Wiatrowski A., Domaradzki J., Mazur M., Selected properties of AlxZnyO thin films prepared by reactive pulsed magnetron sputtering using a two-element Zn/Al target, Beilstein J. Nanotechnol. 13 (2022), 344–354
• [10] Zubkins M., Arslan H., Bikse L., Purans J., High power impulse magnetron sputtering of Zn/Al target in an Ar and Ar/O2 atmosphere: The study of sputtering process and AZO films. Surface and Coatings Technology 369 (2019), 156-164
• [11] Mickan M., Helmersson U., Rinnert H., Ghanbaja J., Muller D., Horwat D., Room temperature deposition of homogeneous, highly transparent and conductive Al doped ZnO films by reactive high power impulse magnetron sputtering, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 157 (2016) 742–749
• [12] Nishi Y., Hirohata K., Tsukamoto N., Sato Y., Oka N., Shigesato Y., High rate reactive magnetron sputter deposition of Al-doped ZnO with unipolar pulsing and impedance control system. Journal of Vacuum Science & Technology A 28 (2010), 890–894
• [13] Liu C, Xu Z., Zhang Y., Fu J., Zang S., Zuo Y., Effect of annealing temperature on properties of ZnO:Al thin films prepared by pulsed DC reactive magnetron sputtering. Materials Letters 139 (2015), 279–283
• [14] Posadowski W.M., Wiatrowski A., Dora J., Radzimski Z.J., Magnetron sputtering process control by medium-frequency power supply parameter, Thin Solid Films 516 (2008) 4478-4482
• [15] Wiatrowski A., Patela S., Kunicki P., Posadowski W., Effective reactive pulsed magnetron sputtering of aluminium oxide – properties of films deposited utilizing automated process stabilizer, Vacuum, 134 (2016) 54-62
• [16] Eckstein, W. (2007). Sputtering Yields, in: Sputtering by Particle Bombardment. Topics in Applied Physics, vol 110 (2007), Springer, Berlin
• [17] Tominaga K.. Ueshiba N., Shintani Y., Tada O., High-energyneutral atoms in the sputtering of ZnO, Japanese Journal of Applied Physics, 20 (1981), 519-526
• [18] Petti C.J., Hilali M.M, Prabhu G., Thin Films in Photovoltaics, in: Handbook of Thin Film Deposition, Third edition (2012), William Andrew

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).