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.

---

Magnetron sputtering is a technic to spray sheets that acquire more interests in electronics and photovoltaic fabrication. The aim of the research presented in present paper was to analyze the possibility of modifying of the layers obtained by the magnetron sputtering - using elements controlled externally. Those elements can modify obtained layers in two different ways: positive by greater orderliness of structure or more uniform surface, or negative causing gaps in sputtered coating. Both results are desirable from the applications point of view. On the one hand seeking to thin and uniform layers on the other layers of the modified topography. During the experiments, the authors used a wire mesh and copper conductors located in some distance from each other and the substrate. Then the samples were tested using the SEM microscope witch detection probe that allow to detect the layer composition substances and atomic force microscope for analysis of changes in topography. Authors hoped to achieve layers with greater active surface area. As authors suspected, sputtered layers were a lot thinner. Interesting fact is that their structure was a lot more ordered than the reference sample, and their roughness was smaller. During the experiment there was no material extraction from additional elements.