PRÓBA MODYFIKACJI WŁASNOŚCI WARSTW OTRZYMYWANYCH W PROCESIE SPUTTERINGU MAGNETRONOWEGO Z WYKORZYSTANIEM ELEMENTÓW STEROWANYCH ZEWNĘTRZNIE

Sputtering magnetronowy jest techniką napylania warstw zdobywającą coraz większe zainteresowanie w procesach wytwarzania elementów elektronowych i ogniw fotowoltaicznych. Celem prezentowanych w artykule prac badawczych, była analiza możliwości modyfikacji składu i topografii warstw otrzymywanych w procesie sputteringu magnetronowego z wykorzystaniem elementów sterowanych zewnętrznie. Rolą wprowadzonych do układu elementów zewnętrznych było zaburzenie procesu nanoszenia warstw. Zaburzenie nanoszenia warstw może skutkować pozytywnie, powodując większe uporządkowanie struktury warstwy lub bardziej jednolitą powierzchnię, lub negatywnie - całkowicie uniemożliwiając prawidłowe napylenie warstwy. Oba rezultaty są pożądane z punktu widzenia zastosowań produkcyjnych. Z jednej strony poszukuje się cienkich i jednolitych warstw, a z drugiej - warstw o zmodyfikowanej topografii. W czasie eksperymentów autorzy użyli siatek stalowych oraz przewodników miedzianych umieszczonych w wybranych odległościach od siebie jak i podłoża, a następnie napylali miedź na powierzchnię płytek ze szkła laboratoryjnego. Następnie próbki zostały przebadane przy pomocy mikrosondy wykrywającej skład atomowy substancji i mikroskopu sił atomowych celem analizy zmian w topografii. Autorzy spodziewali się otrzymać warstwy o zwiększonej powierzchni aktywnej. Zgodnie z przewidywaniami autorów otrzymane warstwy okazały się znacznie cieńsze. Interesujący jest natomiast fakt, że ich struktura była bardziej uporządkowana niż na próbce referencyjnej, a ich chropowatość znacznie mniejsza. Podczas eksperymentów nie doszło także do wybijania materiału z dodatkowych elementów wprowadzonych do układu. 

Pełny tekst (pdf)

[1] A. Sahin, H.Kaya, Thin-Film Solar Cells, (2010).

[2] S.M. Rossnagel, SputterDeposition W.D. Sproul, K.O. Legg (Eds.), Opportunities for InnovationAdvancedSurface Engineering, Technomic Publishing Co, Switzerland, (1995).

[3] M. W. Park, W. W. Lee, J. G. Lee, Ch. M. Lee, A Comparison of the Mechanical Properties of RF- and DC- Sputter-Deposited Cr ThinFilms, Materials Science Forum (Volumes 546 - 549), (2007).

[4] M. Batzill, U. Diebold, The surface and materials science of thin oxide, Progress in Surface Science 79 (2005) 47-154.

[5] Posadowski W. M.: Pulsed magnetron sputtering of reactive compounds, Thin Solid Films, vol. 343–344 (1999), s. 85–89.

[6] 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.

[7] Kaczmarek D.: Modyfikacja wybranych właściwości cienkich warstw TiO₂, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2008.

[8] Luhin V., Zarapin V., Zharski I., Zhukowski P.: Sensorowe właściwości cienkich warstw SnO₂ wytwarzanych rozpylaniem magnetronowym, Elektronika. Konstrukcje, technologie, zastosowania 11/2011, s.76-78.