CHARAKTERYSTYKA AFM CIENKICH WARSTW SnO2 UZYSKANYCH PODCZAS SPUTTERINGU MAGNETRONOWEGO PRZY WYBRANYCH WARUNKACH PROCESU

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 elektrooptycznymi.
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.

Pełny tekst (pdf)

[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.