Analiza właściwości struktur otrzymanych w procesie nanoszenia warstw metodą sputteringu magnetronowego z wykorzystaniem targetów o modyfikowanym składzie

Wykorzystanie sputterigu jako metody nanoszenia cienkich warstw materiałów wykorzystywanych w produkcji paneli fotowoltaicznych jest powszechnie znane. W sferze eksperymentalnej częstym problemem pozostaje ekonomiczne źródło pozyskiwania targetów o modyfikowanym składzie (wieloskładnikowych) – szczególnie targetów niezbędnych do wykonania pojedynczych eksperymentów. Szczególnie problem ten jest dotkliwy w urządzeniach wykorzystujących targety o dużych rozmiarach, takich jak Line 440 firmy Alliance Concept. Rozmiar targetu w Line 440 to 38 x 13 cm i sporadycznie używana jest powierzchnia całego targetu. Uwarunkowania techniczne umieszczania targetów (w urządzeniach w konfiguracji odwróconej, gdzie target znajduje się nad napylaną próbką), koncepcji ich wytwarzania, statystyk dystrybucji materiału oraz wprowadzania niepożądanych pierwiastków zanieczyszczeń, wymagała opracowania i przygotowania oddzielnego, poświęconego tylko tej tematyce procesu badawczego. Ważne jest, że konfiguracja odwrócona magnetronu, uniemożliwia zastosowanie dodatków w postaci np. sprasowanych tabletek z materiałem. Należy nadmienić, że próba stworzenia własnych targetów do pojedynczych napyleń była rzeczą priorytetową w przedstawionych badaniach. Przeanalizowano możliwość zastosowania siatki jako elementu umożliwiającego wybijanie dodatkowego pierwiastka znajdującego się pod stworzonym targetem wieloskładnikowym. W niniejszej pracy został zawarty opis prób polegających na wytworzeniu własnych targetów wieloskładnikowych oraz metod ich montażu. Dodatkowo wykonano szczegółową analizę składu napylonych powłok, przeanalizowano możliwość mieszania się składników pochodzących z targetu w wytworzonej cienkiej warstwie oraz dystrybucję pierwiastków targetu w obrębie komory magnetronu.

---

The magnetron sputtering method is well known as a technique for thin layers preparation. Obtained photosensitive thin layers can find usage in many fields of electronic and photovoltaic technology. Mainly prepared experiments are based on material targets provided by specialized manufacturers – with defined composition. Size of the targets define costs of its purchase specially when experiments do not provide usage of the prepared target more then once. This problem is important with devices equipped by large size targets - such as Alliance Concept Line 440 (38 x 13 cm target size). The common difficulty in experimental applications is a method of preparation of the targets with modified composition - specially multi-component ones. The technical specifications for targets (in used by presented experiments up-right magnetron construction), the concept of its preparation (compressed tablets, sputtered structures), material distribution statistics (aperture, mouting method), impurity elements – creates very interesting issue in own targets preparation and obtained layers analysis. Attempt to create targets for individual layer composition in Line 440, seemed very desirable thing and it was a priority in the presented research. In the present work has been included description of the prepared tests involving the creation of their own multiple targets and obtained structures analysis.