Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Plazmochemiczne nanoszenie powłok tlenków metali przejściowych, ich właściwosci fizyko-chemiczne i zastosowania optyczne

100%

Szymanowski H.

Zeszyty Naukowe. Rozprawy Naukowe / Politechnika Łódzka

|

2008

|

tom Z. 364

5-173

PL

Wzrastające zapotrzebowanie na cienkie powłoki tlenków metali przejściowych dla zastosowań optycznych powoduje ciągly rozwój technologii ich nakładania. Przedmiotem rozprawy jest technologia wspomaganego plazmą niskotemperaturowego chemicznego nanoszenia (PECVD) tych tlenków z fazy gazowej oraz jej zastosowania optyczne. Badania przedstawione w rozprawie dotyczą optymalizacji procesów nanoszenia warstw poszczególnych tlenków pod kątem ich właściwości optycznych, w szczególności współczynnika załamania światła i współczynnika ekstynkcji. Otrzymane powłoki zbadane zostały pod względem ich struktury chemicznej i nadcząsteczkowej, morfologii powierzchni, stabilności termicznej, a także właściwości optycznych. Dla zastosowań optycznych szczególnie cenne jest, aby współczynniki ekstynkcji powłok były rzędu 10-5 lub mniejsze, co jest niełatwe do osiągnięcia przy użyciu obecnie stosowanych metod nakładania. Doskonałe właściwości optyczne otrzymanych powłok tlenków metali przejściowych skłoniły autora do wytworzenia kilku wielowarstwowych filtrów interferecyjnych. Z tlenków tantalu i niobu wykonane zostały dwa różne filtry na podłożu szklanym. Tlenek tytanu został zastosowany do otrzymywania nowoczesnych filtrów o gradiencie współczynnika załamania światła. Niska temperatura procesu umożliwiła wytworzenie filtra interferencyjnego na folii poliestrowej. We wszystkich omawianych przypadkach tlenki metali przejściowych stanowiły materiał o wysokim współczynniku załamania światła, zaś materiałem o niskim współczynniku załamania światła był dwutlenek krzemu. Wszystkie procesy nakładania filtrów zakończyły się sukcesem, a ich produkty wykazywały wysoką zgodność z założeniami projektowymi. Dodatkowym i szczególnie cennym osiągnięciem rozprawy jest przedstawienie właściwości fotokatalitycznych cienkich warstw tlenku tytanu otrzymywanych metodą PECVD. W obecności promieniowania UV uzyskane powłoki wykazują wysoką bakteriobójczość, efekt fotoutleniania związków organicznych oraz silny efekt superhydrofilowy. Wszystkie te efekty zachodzą przy tym na powłokach amorficznych, co stanowi wynik doświadczalny stanowiący nowość w skali światowej.

EN

An ever growing demand for thin films of transition metal oxides designed for optical applications stimulates a continuous progress in the area of their deposition technologies. A subject of the present work is plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) of these oxides and their optical applications. The investigations presented comprise an optimization of deposition processes of particular oxides from the point of view of their optical properties, and their refractive index and extinction coefficient in particular. The films obtained have been thoroughly investigated in terms of their chemical composition, supermolecular structure, surface morphology, thermal stability and, last but not least, optical properties. For the optical applications of a film it is particularly important that its extinction coefficient amounts to 10-5 or less. Superb optical properties of the films of transition metal oxides deposited by the author compelled him to manufacture a number of stack interference filters. Tantalum and niobium pentoxides were used to produce band pass and long pass filters on glass substrates. Titanium dioxide was a material used for deposition of a rugate filter with gradient value of refractive index. Low process temperature allowed the author to manufacture a stack interference filter on a polymer substrate. In all these cases the transition metal oxides constituted the high refractive index material (H), while the low refractive index material (L) was comprised of silicon dioxide. All processes of filter production were successfully realized and their products were characterized by a very good agreement with the design. An additional, and particularly important, achieve presentation of photocatalytic properties of thin TiO2 films, deposited with the PECVD method. In the presence of UV radiation the coatings exhibit a strong bactericidal effect, they photo oxidize organic compounds and superhydrophilicity. All these effects occur in amorphous material, constitutes a novel experimental result on the global scale.

2

Warstwy a-SiNx:H o różnej zawartości azotu osadzane w układzie PECVD

80%

Tkacz-Śmiech K. , Boszkowicz P. , Kluska S. , Jurzecka-Szymacha M.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

tom Vol. 31, nr 4

1260-1264

PL

W pracy przedstawiono rezultaty badań nad otrzymywaniem warstw a-SiNx:H, o rożnej zawartości azotu, z zastosowaniem metody chemicznego osadzania z fazy gazowej ze wspomaganiem plazmy (PECVD). Ze względu na dobre parametry antyrefleksyjne i udział w pasywacji defektów podłoża Si, tego typu warstwy stanowią materiał o kluczowym znaczeniu dla rozwoju fotowoltaiki. Badania wykonano dla serii próbek osadzonych w plazmie NH3/SiH4. Wpływ stężenia mieszaniny gazowych reagentów na zawartość azotu w warstwie został potwierdzony w pomiarach widma w podczerwieni oraz w pomiarach parametrów optycznych. Z położenia pasma absorpcji przypisanego do drgań rozciągających dla wiązań Si-H oraz z wartości współczynnika załamania światła, oszacowano względną zawartość azotu w warstwie. Stwierdzono, że ze zwiększeniem stężenia amoniaku od zera do wartości [NH3]/[SiH4] = 0,2 względna zawartość azotu [N]/[Si] rośnie do nieco ponad 1,3. Eksperymentalnie obserwuje się obniżenie współczynnika załamania światła od 2,7 do 2,14 oraz przesuniecie częstości drgań VSi-H od 2000 do 2130 cm-1.

EN

Results concerning application of plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) in formation of a-SiNx:H layers of various nitrogen content are presented. Such layers have key meaning for photovoltaics based on multicystalline silicon. This is thanks to their antireflective properties and because they enhance a passivation of substrate defects. The present studies were performed for a series of the layers deposited in NH3/SiH4 plasma. An influence of gas-mixture composition on nitrogen content was confirmed by the results of the measurements of FTIR spectra and refractive indexes. From the positions of absorption bands assigned to Si-H stretching vibrations and the values of the refractive indexes the relative nitrogen contents in the respective layers were evaluated. The nitrogen to silicon ratio changes from zero for the layers formed without ammonia to 1.3 for the layers deposited at [NH3]/[SiH4] = 0.2. This is experimentally observed by a decrease of refractive index from 2.7 to 2.14 and a shift of the Si-H vibration frequency from 2000 to 2130 cm-1.

3

Cienkie powłoki z tetrametoksilanu (TMOS) osadzane metodą PE-CVD i ich zastosowanie

60%

Rżanek-Boroch Z. , Schmidt-Szałowski K. , Szymańska A. , Afek T.

Przemysł Chemiczny

|

2003

|

tom T. 82, nr 8-9

956-958

4

Charakteryzacja metodą XPS warstw azotku krzemu dla ogniw słonecznych

60%

Socha R. P. , Lipński M. , Hejduk K.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2011

|

tom Vol. 52, nr 4

31-34

PL

Przedstawiono charakteryzacje powierzchni warstw azotku krzemu przy użyciu spektroskopii fotoelektronów generowanych promieniowaniem X. Warstwy osadzano metodą chemiczną ze wspomaganiem plazmowym PECVD z użyciem generatora niskiej (LF-100 kHz) i radiowej częstotliwości (RF-13,56 MHz). Pokazano, ze warstwy osadzane przy użyciu metody RF PECVD mają większą zawartość fazy krzemowej przy podobnej zawartości fazy i₃N₄. Warstwy nanoszone przy użyciu generatora LF lepiej nadają się więc na warstwy antyrefleksyjne i pasywujące, natomiast warstwy nanoszone przy użyciu generatora RF do wytwarzania struktur wielowarstwowych z krzemowymi krystalicznymi kropkami kwantowymi dla ogniw trzeciej generacji.

EN

Surface characterization of the silicon nitride layer using XPS method is presented. The layers were deposited by PECVD method applying low frequency (LF-100 kHz) or radio frequency (RF-13.56 MHz) generators. It was shown that the layers deposited with RF PECVD contain more silicon phase than the layers deposited with LF PECVD for the same contents of Si₃N₄ phase. The LF PECVD SiNx layers are more suitable for ARC and passivation layers whilst the RF PECVD for multilayered structures with silicon quantum dots that are used for third generation solar cells.

5

Defect-minimized directly grown graphene-based solar cells

57%

Cui Y. , Wei J. , Jia L. , Zhang L. , Zhou Q. , Liu Y. , Zhang Y. , Zhang Y. , Yu W.

Materials Science Poland

|

2022

|

tom Vol. 40, No. 3

125--134

EN

Using plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) to directly grow graphene nanowalls (GNWs) on silicon to preparate the solar cells is compatible with current industrial production. However, many defects in the GNWs hinder improvement of the power conversion efficiency (PCE) of solar cells. In this work, we found that the defects in GNWs can be reduced under the condition of keeping the appropriate sheet resistance of GNWs by simultaneously reducing the growth temperature and increasing the growth time. Then, a PCE of 3.83% was achieved by minimizing the defects in the GNWs under the condition of ensuring adequate coverage of GNWs on bare planar silicon. The defects in GNWs were further reduced by adding a poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT):Nafion passivation coating, and the PCE was significantly improved to10.55%. Our work provides an innovative path and a simple approach to minimize the defects in graphene grown directly on silicon for high-efficiency solar cells.

6

Properties of a-Si:N:H films beneficial for silicon solar cells applications

57%

Swatowska B. , Stapiński T. , Zimowski S.

Opto-Electronics Review

|

2012

|

tom Vol. 20, No. 2

168-173

EN

Amorphous silicon-nitride thin films a-Si:N:H were obtained by plasma enhanced chemical vapour deposition (PECVD) method from SiH₄+NH₃ at 13.56 MHz. The process parameters were chosen to obtain the films of properties suitable for optoelectronic and mechanical applications. FTIR analysis of a-Si:N:H films indicated the presence of numerous hydrogen bonds (Si-H and N-H) which passivate structural defects in multicrystalline silicon and react with impurities. The morphological investigations show that the films are homogeneous. The deposition of a-Si:N:H layers leads to the decrease in friction coefficient of used substrates. Optical properties were optimised to obtain the films of low effective reflectivity, large energy gap Eg from 2.4 to 2.9 eV and refractive index in the range of 1.9 to 2.2. Reduction of friction coefficient for monocrystalline silicon after covering with a-Si:N:H films was observed: from 0.25 to 0.18 for 500 cycles.

7

The influence of annealing (900?C) of ultra-thin PECVD silicon oxynitride layers

57%

Mroczyński R. , Głuszko G. , Beck R. B. , Jakubowski A. , Ćwil M. , Konarski P. , Hoffman P. , Schmeißer D.

Journal of Telecommunications and Information Technology

|

2007

|

tom nr 3

16-19

EN

This work reports on changes in the properties of ultra-thin PECVD silicon oxynitride layers after high- temperature treatment. Possible changes in the structure, composition and electrophysical properties were investigated by means of spectroscopic ellipsometry, XPS, SIMS and electrical characterization methods (C-V, I-V and charge- pumping). The XPS measurements show that SiOxNy is the dominant phase in the ultra-thin layer and high-temperature annealing results in further increase of the oxynitride phase up to 70% of the whole layer. Despite comparable thickness, SIMS measurement indicates a densification of the annealed layer, because sputtering time is increased. It suggests complex changes of physical and chemical properties of the investigated layers taking place during high-temperature annealing. The C-V curves of annealed layers exhibit less frequency dispersion, their leakage and charge-pumping currents are lower when compared to those of as-deposited layers, proving improvement in the gate structure trapping properties due to the annealing process.

8

An application of the rate-of-rise measurement in the PECVD technology

57%

Rapiejko C. , Strojek M. , Gazicki-Lipman M.

Inżynieria Materiałowa

|

2004

|

tom R. XXV, nr 3

308-311

EN

The rate-of-rise method consisting in the measurement of an increase of pressure for a system temporarily shut-off from a vacuum pump is based on the differentiated Clapeyron equation, where the differential dp/dt is proportional to the sum of the molar flow rates of all media supplying the gas phase. As long as the pressure increase is linear the derivative may be substituted with the value of delta(p)/delta(t). In addition, a utilization of a capacitive pressure transducer makes this method independent of the types of gases. In the present work different applications of this method in the processes of plasma enhanced chemical vapour deposition (PECVD) are presented. They comprise testing the quality of the vacuum system, precise measurements of the flow rate of a minority vapour mixed with a carrier gas in a saturator, and finally flow rate measurements performed for mixtures of a carrier gas with different vapour combinations.

PL

Metoda rate-of-rise polegająca na pomiarze wzrostu ciśnienia w układzie tymczasowo odciętym od pomp próżniowych opiera się na zróżniczkowanym równaniu Clapeyrona, w którym pochodna dp/dt jest proporcjonalna do sumy przepływu molowego wszystkich mediów zasilających fazę gazową. Tak długo jak wzrost ciśnienia jest liniowy pochodne te zastąpić można wartością delta(p)/delta(t). Dodatkowo, wykorzystanie pojemnościowego miernika ciśnienia sprawia, że pomiar jest niezależny od rodzaju gazów. W niniejszej pracy zaprezentowano kilka zastosowań tej metody w procesach PECVD. Obejmują one kontrolę jakości systemów próżniowych, precyzyjne pomiary szybkości przepływu dla niskich zawartości par substancji czynnej w gazie nośnym oraz pomiary szybkości przepływów dla kombinacji par większej Iiczby substancji czynnych w gazie nośnym.

9

Ultra-płytka implantacja fluoru z plazmy w.cz. jako metoda poprawy właściwości elektro-fizycznych struktur MIS z dielektrykami bramkowymi wytwarzanymi metodą PECVD

51%

Kalisz M. , Mroczyński R. , Beck R. B.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2011

|

tom Vol. 52, nr 2

20-26

PL

W pracy przedstawiono analizę zmian parametrów elektrycznych i niezawodnościowych, jakie wprowadza obecność bogatej we fluor warstwy w strukturze bramkowej układu MOS (MIS] z dielektrykami bramkowymi wytwarzanymi metodą PECVD. Powierzchnia podłoży krzemowych przed wykonaniem struktur testowych poddana została odmiennie, niż spotyka się to najczęściej w literaturze, procesom ultra-płytkiej implantacji jonów z plazmy CF₄. Uzyskane wyniki wskazują, że badane układy MOS (MIS), wykonane na zmodyfikowanych podłożach krzemowych, charakteryzują się mniejszymi (co do wartości bezwzględnej) wartościami napięcia płaskich pasm (UFB) oraz ładunku efektywnego (Qeff) w porównaniu do struktur referencyjnych. Nie zmienia się natomiast znacząco gęstość stanów powierzchniowych w środku pasma energii zabronionej krzemu (Ditmb). Wprowadzenie fluoru w obszar graniczny półprzewodnik/dielektryk struktur MOS (MIS) powoduje w konsekwencji także nieznacznie zmniejszenie wartości przenikalności elektrycznej warstw dielektrycznych.

EN

In this work, the analysis of changes in electro-physical and reliability properties, which introduce fluorine-rich dielectric layer formed in the gate of MOS (MIS] structures with PECVD dielectric layers, has been reported. In contrary to commonly found in literature ways, ultra-shallow fluorine implantation from CF₄ plasma of silicon substrates, before the fabrication of test structures, was performed. Presented results have shown, that investigated MOS (MIS) structures, fabricated on modified silicon substrates, are characterized by lower (in absolute values) flat-band voltage (UFB) and effective charge (Qeff) values in comparison to reference structures. Moreover, interface states density in the middle of silicon forbidden band values (Ditmb do not seem to differ significantly In consequence, introduction of fluorine into the semiconductor/dielectric interface of MOS (MIS] structure results in a small decrease of permittivity constant of PECVD dielectric layers.

10

Stabilność termiczna ultracienkich warstw tlenko-azotków osadzanych metodą PECVD

51%

Mroczyński R. , Cuch M. , Bieniek T. , Beck R. B. , Jakubowski A.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2005

|

tom Vol. 46, nr 2-3

62-63

PL

Opracowanie poświęcone jest zbadaniu wpływu wygrzewania wysokotemperaturowego na właściwości elektrofizyczne ultracienkich warstw SiOxNy.

EN

The aim of this work is the experimental study of the influence of high-temperature annealing on electro-physical properties of the ultrathin oxynitride layers.

11

Azotek krzemu stosowany w technologii planarnych fotodiod wykonanych na bazie InP

51%

Zynek J. , Hejduk K. , Klima K. , Możdżonek M. , Stonert A. , Turos A. , Rzodkiewicz W.

Materiały Elektroniczne

|

2008

|

tom T. 36, nr 4

95-113

PL

Przeprowadzono badania warstw azotku krzemu osadzonych na płytkach z fosforku indu metodą PECVD (Plasma Enhanced Chemical Yapor Deposition) z wykorzystaniem do wytwarzania plazmy dwóch generatorów pracujących na różnych częstotliwościach. Celem badań było ustalenie warunków wytwarzania warstw azotku krzemu stosowanych w technologii planarnych fotodiod wykonanych na bazie InP, w których obszarem absorpcyjnym są studnie kwantowe z InxGa1-xAs. Warstwy azotku krzemu były osadzane w temperaturach pomiędzy 250°C i 300°C. Podstawą do oceny wytworzonych warstw były wyniki badań: ich składu chemicznego, struktury, współczynnika załamania, poziomu naprężeń, rezystywności, wytrzymałości dielektrycznej, stałej dielektrycznej i efektywnej gęstości powierzchniowej ładunków elektrycznych. Stwierdzono, że warstwy osadzane w temperaturze 250°C mają najlepszą strukturę, dobrze spełniają rolę maski w procesie selektywnej dyfuzji cynku, a właściwości elektryczne umożliwiają wykorzystanie ich do pasywacji powierzchni bocznych złącz p-n, pod warunkiem zastosowania odpowiedniego cyklu wygrzewań po procesie osadzania.

EN

Silicon nitride films, deposited on InP wafers by the PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) method, have been investigated in terms of their applicability in the technology of InP based planar photodiodes with the InxGa1-xAs quantum well absorption region. In order to compensate the mechanical stress in the films, the plasma was excited by two radio-frequency sources operating at frequencies of 13,56 MHz and 100 kHz. The films were deposited at different temperatures in the range of 250 - 300°C. The chemical composition of all examined films, determined by the RBS (Rutherford Backscattering Spectrometry) method, is very close to that of stoichiometric Si3N4. The films contain a large amount of hydrogen. The hydrogen content, evaluated by the NRA (Nuclear Reactions Analysis) technique, exceeds 30 %. The silicon nitride films deposited at 300°C have grown much faster on InP wafers than on Si wafers placed beside these and the structure of both films is different. As the films deposited on Si are amorphous with smooth surfaces, the films deposited on InP are heterogeneous with rough surfaces. These last ones exhibit lower Si-N bond concentration, lower refractive index, higher extinction coefficient, lower resistivity and lower dielectric breakdown strength than the films deposited on silicon. Deterioration of the film quality is caused probably by the reaction of phosphorus, released from the InP substrate at the beginning of the deposition process, with deposited SiNx:H. Such films should not be used in the fabrication of InP based planar photodiodes. When the deposition temperature decreases, the properties of silicon nitride films improve. Their structure becomes more homogeneous and the Si-N bond concentration increases. The silicon nitride films deposited on InP at 250°C have the same amorphous structure and the same Si-N bond concentration, determined from FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy) absorption characteristics, as the films deposited on silicon. They exhibit the highest refractive index, the lowest extinction coefficient, the highest resistivity and the highest dielectric breakdown strength. These films are continuous, they do not crack during thermal processes and they can be applied as masking layers for the selective Zn diffusion used to form the p-n junctions. Unfortunately the films deposited at 250°C have the highest hydrogen content and the highest effective charge density. These films cannot be applied directly to passivate the p-n junction side surfaces. Measurements of hydrogen depth profiles and of FTIR absorption characteristics have revealed that the amount of hydrogen and of Si-N, Si-H and N-H bonds changed during annealing. An analysis of C-V characteristics of Al/Si3N4:H/InP MIS capacitors containing these films has shown, that annealing of the Si3N4:H films reduced the electronic defect state density at the Si3N4:H/InP interface. It is possible to take advantage of the thermal instability of silicon nitrides deposited by the PECVD method and to reduce the trap state density and the effective charge density by proper annealing processes. These investigations have enabled us to achieve reverse current values as low as 4 - 15 pA at the voltage of - 5 V and 200 - 500 pA at the voltage of -50 V for planar InP diodes with the 320 um diameter p-n junction. A high yield of 90 % is obtained. These results make a good base for development of planar photodiodes with InxGa1-xAs quantum wells inserted into the depletion region of the InP p-n junction.

12

Charakteryzacja warstw azotku krzemu (SiNx) wytwarzanego metodą PECVD dla zastosowań w przyrządach M(O)EMS

51%

Szymańska M. , Mroczyński R. , Kalisz M.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2012

|

tom R. 88, nr 11b

25-28

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań warstw azotku krzemu wytwarzanych metodą chemicznego osadzania z fazy lotnej wspomaganego plazmą (PECVD). Warstwy dielektryczne zostały poddane charakteryzacji przy użyciu: elipsometrii spektroskopowej, profilometrii oraz nanoindentacji. Wybrane warstwy posłużyły do wykonania elementów mikrosystemów – belki i membrany, które obserwowane były za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego. Zaprezentowano także zależności właściwości warstw SiNx od parametrów procesu PECVD: ciśnienia panującego w komorze reaktora, mocy generatora wysokiej częstotliwości, przepływu amoniaku oraz czasu wzbudzenia generatora niskiej częstotliwości. Przedstawione wyniki pokazały możliwość sterowania poziomem naprężeń w warstwie SiNx poprzez odpowiedni dobór czasów pracy generatora niskiej i wysokiej częstotliwości. Rezultaty zawarte w niniejszej pracy mają duże znaczenie dla dalszej optymalizacji technologii warstw azotku krzemu dla zastosowań w przyrządach typu M(O)EMS.

EN

In this work, the studies of properties of silicon nitride (SiNx) layers formed by Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD) have been described. Dielectric layers were investigated by means of spectroscopic ellipsometry, profilometry and nanoindentation method. Selected layers of silicon nitride were successfully used as beams and diaphragms. Scanning Electron Microscopy (SEM) was used to per form observations of fabricated micromechanical elements. In this paper there is also presented the influence of PECVD process parameters on physical and mechanical properties of studied in this work SiNx layers. The results obtained in the course of this work are very important from the point of view of further silicon nitride technology optimization for applications in M(O)EMS devices.

13

Warstwy dwutlenku tytanu nakładane metodą CVD wspomaganą plazmowo do zastosowań fotokatalitycznych

51%

Szymanowski H. , Sobczyk A. , Jakubowski W. , Gazicki-Lipman M.

Inżynieria Biomateriałów

|

2005

|

tom R. 8, nr 43-44

32-36

PL

Chemiczne osadzanie z fazy gazowej w wysokiej częstotliwości zostało wykorzystane do syntezy cienkich warstw dwutlenku tytanu. Warstwami tymi powlekano podłoża szklane i krzemowe. Jako związek wyjściowy użyto chlorek tytanu IV, a proces nakładanie przebiegał w obecności tlenu. Aktywność fotokatalityczną warstw zbadano pod kątem ich właściwości bakteriobójczych. Do badań bakteriobójczych został użyty szczep bakterii Escherichia Coli K12 i promieniowanie UV. Właściwości optyczne wyznaczono spektrofotometrycznie, natomiast strukturę chemiczną przy użyciu spektroskopii FTIR. W niniejszej pracy przedstawiono wpływ zastosowanej mocy wysokiej częstotliwości na właściwości optyczne, strukturalne i bakteriobójcze.

EN

TiO2 thin films were synthesized using Radio Freqency Chemical Vapour Deposition process (RF PECVD). The films were deposited on glass and silicon substrate. Titanium tertrachloride derivatives have been used as precursor compounds, and the processes have been carried out in the presence of oxygen. The photocatalytics activity of the formed layers was studied by means of their antibacterial property. Bactericidal properties of the coatings were studied using cultures of K12 strain of Esterichia coli and the UV irradiation. Optical properties of the films have been examined by means of UV-VIS investigations. Chemical structure was investigated using FTIR spectroscopy. An effect of an RF power of the discharge on the optical, structural and the bactericidal properties of the films was investigated in this work.

14

Wytwarzanie ultracienkich warstw SiO2 za pomocą niskotemperaturowego utleniania w plaźmie w. cz.

51%

Bienek T. , Beck R. B. , Jakubowski A. , Kudła A.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2004

|

tom Vol. 45, nr 10

6-7

PL

Praca poświęcona jest badaniu potencjalnych możliwości zastosowania plazmy w cz. (13,56 MHz) do wytwarzania ultracienkich (<10nm) warstw SiO2.

EN

The aim of this work is the experimental study of potential possibilities of oxidation in r.f. (13.56 MHz) plasma application for the formation of ultrathin (<10 nm) oxide layers.

15

Technologia i zastosowanie warstw tlenko-azotków krzemu wytwarzanych metodą PECVD do struktur pamięciowych z podwójną warstwą dielektryczną (SiOxNy-HfO2)

51%

Mroczyński R. , Beck R. B.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2008

|

tom Vol. 49, nr 9

131-135

PL

W pracy przedstawiono nową strukturę bramkową, złożoną z dwóch warstw dielektryka bramkowego - tlenko-azotku krzemu (SiOxNy) oraz dwutlenku hafnu (HfO2), która mogłaby być wykorzystana w strukturach nieulotnych pamięci półprzewodnikowych (NVSM). Struktury MIS z SiOxNy wykazują duże zmiany napięcia płaskich pasm (ok. 1,68 V), natomiast maksymalny ładunek możliwy do zmagazynowania wynosi ok. 6⋅1012 [cm-2]. Dla porównania, struktura MIS z warstwą referencyjną dwutlenku krzemu (SiO2) oraz dwutlenku hafnu charakteryzuje się niestabilnym przebiegiem zmian napięcia płaskich pasm pod wpływem napięcia stresującego, a wielkość zmian UFB wynosi tylko ok. 0,27 V. Zaprezentowane w niniejszej pracy wyniki, jako pierwsze w literaturze, pokazują potencjalne możliwości wykorzystania ultracienkich warstw tlenko-azotków wytwarzanych metodą PECVD w strukturach nieulotnych pamięci półprzewodnikowych (NVSM)

EN

In this paper, we present the new double gate dielectric structure for the non-volatile semiconductor memory (NVSM) devices which applies gate stack consisting of ultrathin silicon oxynitride (SiOxNy) and hafnium dioxide (HfO2) layers. The MIS structure with PECVD SiOxNy shows a big change of flat-band voltage (1,68 V) and the maximum charge density stored by the double gate dielectric stack is of the order of 6⋅1012 [cm-2]. This is much more than for the reference structures built on thermal silicon oxide layers (U FB change of the order of 0.27 V). The results presented in this paper prove, for the first time, potential to apply PECVD silicon oxynitride layers in non-volatile semiconductor memory (NVSM) devices.

16

Wpływ ultrapłytkiej implantacji azotu na właściwości antykorozyjne powłok tlenkowych SiO2 wytwarzanych metodami plazmowymi PECVD na stopie magnezu AZ91

51%

Kalisz M. , Grobelny M. , Mroczyński R.

Ochrona przed Korozją

|

2012

|

tom nr 5

262-265

PL

W pracy przedstawiono wpływ azotu, wprowadzonego w obszar między powierzchnią stopu magnezu a powłoką SiO2, na właściwości korozyjne stopu magnezu AZ91. Azot wprowadzany był przed procesem wytworzenia warstwyochronnej za pomocą procesu ultra-płytkiej implantacji z plazmy wysokiej częstotliwości (13,56 MHz) w reaktorze PECVD. Do procesu implantacji wykorzystana została plazma wytworzona w gazach: N2 oraz NH3. Następnie, na każdej zaimplantowanej próbce wytworzono powłokę ochronną za pomocą procesu utleniania plazmowego lub osadzania plazmowego. Uzyskane wyniki zestawione zostały z próbką referencyjną badanego stopu. Właściwości korozyjne wytworzonych powłok określono na podstawie analizy krzywych woltamperometrycznych. Najniższe gęstości prądu korozji otrzymano dla próbki, której powłoka ochronna wykonana została w procesie osadzania plazmowego na powierzchni zaimplantowanej z plazmy wytworzonej w gazie N2 (ikor = 2,36 žA/cm2). Największą odporność na występowanie korozji wżerowej (największa różnica potencjałów: potencjału korozyjnego Ekor i potencjału korozji wżerowej Epit) zaobserwowano dla próbki, której powłoka ochronna wytworzona została przez utlenianie plazmowe wykonywane po procesie implantacji azotu z plazmy powstałej w gazie NH3.

EN

The work shows the influence of nitrogen, incorporated at the interface between the surface of magnesium alloy and SiO2 coating, on corrosion resistance of AZ91 magnesium alloys. Nitrogen was incorporated before the process of manufacture of protective layers by using the ultra-shallow implantation process of the high frequency plasma (13,56 MHz) in the reactor PECVD. During implantation process was used two types of plasma: N2 and NH3. Then, on each implanted sample was formed the protective coating by the plasma oxidation process or plasma deposition process. The obtained results have been compared with the reference sample. The corrosion properties of formed coatings was established on the basis of the analysis of the voltammetric curves. The lowest value of corrosion current density was obtained for the sample with coating formed in the plasma deposition process connected with N2 plasma implantation process (ikor = 2,36 žA/cm2). The lowest value of pitting corrosion (the largest difference of potentials: the potential of corrosion-resistant Ekor and potential of pitting corrosion Epit) was observed for samples,which the coating produced by plasma oxidation process connected with NH3 plasma implantation process.

17

Technologia i charakteryzacja struktur tranzystorów cienkowarstwowych (TFT)

51%

Krysiński A. , Taube A. , Gołaszewska K. , Śmietana M. , Mroczyński R. , Szmidt J.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2012

|

tom R. 88, nr 11b

1-4

PL

W niniejszej pracy przedstawiono wyniki prób opracowania technologii struktur tranzystorów cienkowarstwowych (TFT) opartych o warstwy wytwarzane metodą chemicznego osadzania z fazy lotnej wspomaganego plazmą (PECVD). Do najważniejszych zadań tej pracy należał wybór optymalnego procesu osadzania warstw dielektryka bramkowego oraz półprzewodnika amorficznego. Funkcje tych warstw pełniły, odpowiednio, warstwy tlenko-azotku krzemu (SiOxNy) oraz amorficznego krzemu (a-Si). Uzyskane wyniki charakteryzacji elektrycznej pierwszej serii wykonanych struktur testowych TFT pokazały duże możliwości opracowanej w IMiO PW technologii. Uzyskano napięcia progowe gotowych struktur tranzystorowych na poziomie UTH ~ 3 V, natomiast nachylenie charakterystyki prądowo-napięciowej w zakresie przedprogowym wyniosło SS ~ 400 mV/dec, co jest jednym z najlepszych wyników spotykanych w literaturze.

EN

In this study there are presented, the results of tries attempts of thin-film transistors (TFT) technology development based on layers fabricated by Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD). In the course of this work the optimization of gate dielectric, as well as amorphous semiconductor layer deposition was one of the most important task. Silicon oxynitride (SiOxNy) and amorphous silicon (a-Si), respectively, were used as those layers. The first results obtained from the analysis of electrical characteristics of fabricated TFT test structures have demonstrated a great promise of the optimized at IMiO PW technology. The threshold voltage UTH~3V and subthreshold swing SS ~ 400mV/dec values were obtained, which are ones of the best results found in literature.

18

Enhancement of immunity on MeV electron radiation of MOS structures by means of fluorine implantation from r.f. plasma

51%

Kalisz M. , Mroczyński R.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2012

|

tom Vol. 53, nr 9

82-84

EN

In this study, we present a novel method for the improvement of immunity on MeV electron radiation of MOS structures by means of ultra-shallow fluorine implantation in classical Reactive Ion Etching (RIE) reactor. Obtained results have shown that the fluorination of silicon surface in r.f. CF₄ plasma results in the stability of flat-band voltage (Ufb) values, smaller effective charge (Qeff/q) and interface traps density (Ditmb), as well as higher values of breakdown voltage (Ubr), in comparison to MOS structures fabricated on non-fluorinated silicon substrates. Presented results have shown the potential to apply proposed fluorination method for radiation-hard semiconductor devices.

PL

W artykule przedstawiono metodę poprawy odporności struktur MOS na naświetlanie wysokoenergetycznymi elektronami. Metoda ta polega wprowadzeniu fluoru w obszar interfejsu struktury MOS za pomocą procesu ultrapłytkiej implantacji z plazmy w.cz. typu CF₄. Otrzymane wyniki pokazują, że struktury testowe MOS z warstwą pasywującą bogatą we fluor wchodzącą w skład dielektryka bramkowego, charakteryzują się znacznie stabilniejszymi wartościami napięć płaskich pasm (Ufb), niższymi wartościami ładunku efektywnego w obszarze dielektryka bramkowego (Qeff/q), niższymi wartościami gęstości stanów pułapkowych w środku pasma przewodnictwa (Ditmb) oraz wyższymi wartościami napięć przebicia (Ubr), w porównaniu ze strukturami MOS pozbawionymi, w obszarze dielektryka bramkowego, warstwy pasywującej bogatej we fluor. Zaprezentowane w artykule wyniki pokazują możliwości wykorzystania zaproponowanej przez autorów metody fluoryzacji w obszarze urządzeń elektroniki HARD-RAD.

19

Porównanie właściwości tribologicznych warstw węglowych nanoszonych za pomocą różnych technologii plazmowych

51%

Piątkowska A. , Dudek M. , Cłapa M.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

tom Vol. 34, nr 5

534--537

PL

Warstwy węglowe dzięki swoim właściwościom ﬁzykochemicznym znajdują coraz szersze zastosowanie w wielu dziedzinach życia. Jedną z najistotniejszych cech charakteryzujących ich przydatność są właściwości tribologiczne. W pracy przedstawiono wyniki prób tribologicznych w tarciu ślizgowym z węzłem tarcia kula-powierzchnia płaska z warstwą węglową wytworzoną różnymi technologiami plazmowymi. Warstwy węglowe na podłożach krzemowych, stalowych (AISI 316L) i ze stopu tytanu (Ti6Al4V) były wytwarzane w procesach chemicznego osadzania z fazy gazowej wspomaganych plazmą częstotliwości radiowej (RF PECVD), plazmą dwóch częstotliwości (mikrofalową i częstości radiowej - MW/RF PECVD) oraz w procesie MS/RF PECVD - plazma wspomagana rozpylaniem magnetronowym w celu wytworzenia gradientowej warstwy Ti:C. Podstawowym kryterium preparatyki próbek w każdej z metod było uzyskanie warstwy o jak największej grubości przy zachowaniu dobrej adhezji do podłoża. Grubość warstw węglowych określono na przekrojach wykonanych metodą FIB (Focused Ion Beam) z użyciem jonów galu na elektronowym mikroskopie skaningowym AURIGA. Grubość warstw węglowych wykonanych metodą RF PECVD, MW/RF PECVD oraz MS/RF PACVD wynosiła odpowiednio: 450 nm, 100÷200 nm i 1600 nm. Badania tribologiczne przeprowadzono z użyciem testera z mikrosondą pod obciążeniem 0,8 N i 2,4 N. Warstwy bardzo odporne na zużycie zostały dodatkowo zbadane pod obciążeniami 10 N i 20 N. Ślady tarcia zobrazowano mikroskopowo i wykonano ich częściowe przekroje przedstawiające uszkodzenia warstwy i materiału podłoża. Właściwości tribologiczne warstw węglowych porównano według metody jej nałożenia oraz rodzaju podłoża. Warstwa gradientowa na podłożu Ti6Al4V wykazała największą odporność na zużycie cierne.

EN

Carbon layers due to their physicochemical properties are increasingly used in many areas of life. One of the most important characteristics of their usefulness, are the tribological properties. This paper presents the results of tribological tests of carbon layers produced by different plasma technologies which were performed during sliding friction with “ball-plan” friction node. Carbon layers on silicon, steel (AISI 316) and titanium alloy (Ti6Al4V) substrates were produced in the processes of radio frequency plasma-assisted chemical vapour deposition (RF PECVD), microwave and radio frequency CVD (MW/RF PECVD) and in the magnetron plasma assisted atomization (MS/RF PECVD) to produce a gradient layer Ti:C. The basic criterion for preparation of samples in each of the methods was to obtain a layer with as great thickness as possible. The thickness of the carbon layers was determined by performing cross-sections by Focused Ion Beam (FIB) method with gallium ions using the scanning electron microscope AURIGA (Zeiss). The thickness of the carbon layers deposited by RF PECVD, MW/RF PECVD and MS/RF PACVD methods Were as follows: 450 nm, 100÷200 nm and 1600 nm. The friction tests were performed using the microprobe tester, with the load of 0.8 N and 2.4 N. The layers with high resistance were further examined under the loads of 10 N and 20 N. Traces of friction were visualized microscopically. Their partial cross sections showing damage of both the layer and the substrate material were made. Tribological properties of carbon layers were compared according to the method of their deposition and the type of substrate used. The gradient layer on Ti6Al4V substrate showed the strongest resistance against abrasive wear.

20

Nanometryczne systemy powłokowe : od elektroniki do ochrony korozyjnej

51%

Grobelny M. , Kalisz M.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2019

|

tom Vol. 60, nr 7

27--30

PL

W pracy przedstawiono wpływ powłok wytworzonych w procesie plazmowym PECVD (ang. Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition), z wykorzystaniem plazmy wysokiej częstotliwości (13,56 MHz), na właściwości korozyjne stopu magnezu AZ31 oraz stopu tytanu Ti6Al4V. Na stopie magnezu wykonano powłoki SiO₂ o grubościach 12 nm, 22 nm i 44 nm. Natomiast na stopie tytanu powłokę Si₃N₄ o grubości 400 nm i warstwę hybrydową Si₃N₄/Gr/Si₃N₄/Gr/Si₃N₄/Gr/Si₃N₄/Gr o grubości 200 nm. Właściwości korozyjne badanych powłok określono na podstawie analizy krzywych woltamperometrycznych. Otrzymane wyniki pokazują wzrost odporności korozyjnej badanych stopów w momencie zabezpieczenia ich powierzchni proponowanymi warstwami ochronnymi. W przypadku stopu magnezu, największy spadek wartości gęstości prądu korozji zaobserwowano, dla warstwy SiO₂ o grubości 44 nm a w przypadku stopu tytanu dla warstwy hybrydowej Si₃N₄/Gr/Si₃N₄/Gr/Si₃N₄/Gr/Si₃N₄/Gr o grubości 200 nm.

EN

In this work, the influence of coatings produced in the radio frequency plasma PECVD (Plasma Enhanced Vapor Deposition) on the corrosion properties of magnesium alloy AZ31 and titanium alloy Ti6Al4V, has been reported. At the magnesium alloy surface the silicon dioxide layers with three different thickness: 12 nm, 22 nm and 44nm, was performed. At the titanium alloy surface the silicon nitride layer with the thickness 400 nm and hybrid layer Si₃N₄/Gr/Si₃N₄/Gr/Si₃N₄/Gr/ Si₃N₄/Gr with the thickness 200 nm, were performed. Corrosion properties of investigated coatings was based on analysis of the voltammetric curves. Presented results have shown an increase in corrosion resistance of investigated alloys at the time of protecting their surface with the proposed protective coatings. In the case of magnesium alloy, the largest decrease of corrosion current density was observed for the SiO₂ layer with the thickness 44 nm, and in the case of titanium alloy for the hybrid layer with the thickness 200 nm.