반응성 스퍼터링에 의해 증착된 니오비움 옥사이드 필름: 산소 유량의 효과

반응성 스퍼터 기법에서는 다른 스토키미터 및 선호도로 산화외 연기를 배출할 수 있는 파라미터를 미세하게 제어할 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 넓은 지역에 좋은 접착과 낮은 비용과 생산의 낮은 방해와 동종 연기의 증착이다. 각 단계에주의를 기울이고 건너뛰지 않는 것이 중요합니다.

장비를 처리하는 방법과 연기의 최종 모양을 실현하면 좋은 증착을 달성하는 데 도움이됩니다. 먼저 기판 표면을 열 테이프로 보호하여 한쪽면이 0.5cm 노출되는 것으로 시작합니다. 노출된 불소 얇은 산화물의 상단에 새겨질 영역을 덮을 충분한 아연 분말을 증정합니다.

그런 다음 모든 아연 분말이 반응에 의해 소비될 때까지 농축 염산을 천천히 떨어 뜨립니다. 이온화 된 물로 기판을 즉시 씻으라. 테이프를 제거합니다.

그리고 15 분 동안 비누로 기판을 초음파 처리한 다음 물, 아세톤 및 이소프로판올 알코올에서 두 번. 금속 그림자 마스크를 통해 기판을 고정한 후 기판을 스퍼터링 챔버에 넣습니다. 챔버를 밀봉 한 후, 정비펌프를 시작하고 터보 분자 펌프를 켭니다.

진공이 음의 5대 토르에 5배 10회에 도달하면, 물 냉각기 시스템을 열고 기판 가열 시스템을 켭니다. 온도를 섭씨 500도로 설정하여 원하는 값에 도달할 때까지 5분마다 섭씨 100도 증가합니다. 아르곤을 40SCCM로 설정하고 산소를 분당 3개의 표준 입방 센티미터로 설정합니다.

챔버에 아르곤을 소개합니다. 그리고 압력을 음3토르로 5배, 무선 주파수를 120와트로 설정한다. 무선 주파수를 켭니다.

임피던스 매칭 박스를 사용하여 필요에 따라 주파수를 조정합니다. 플라즈마가 시작되지 않으면 음수 2대토르에 2회 10에 도달할 때까지 압력을 천천히 증가시면 됩니다. 개봉 또는 닫을 수 있는 게이트 밸브를 사용하여 펌핑 속도를 변경하여 압력을 설정합니다.

플라즈마를 120와트의 상태로 유지하여 니오비움 표적을 청소하고 표면에 존재하는 산화물 층을 제거합니다. 안정화 후 산소를 챔버에 도입하고 RF 전력을 240와트로 설정하고 기판 셔터를 엽니다. 증착을 시작하고 증착 시간을 설정하여 100 나노미터의 최종 두께를 달성한다.

증착이 완료되는 즉시 셔터를 닫고 무선 주파수를 끄고 가스를 닫고 기판 온도를 줄입니다. 기판 온도가 실온에 도달하면 챔버를 열기 전에 주변 압력을 다시 설정하고 기판을 제거하기 위해 공기를 도입하십시오. 태양 전지 건설의 경우, 테이프로 기판의 양면을 보호하고 30초 동안 분당 4, 000 회전에서 스핀 코터를 사용하여 중고성 티타늄 층을 니오브 산화물 층에 증착한다.

그런 다음 표시된 온난화 시퀀스에 따라 기판을 오븐에 놓습니다. 오븐이 실온에 도달하면 스핀 코터를 사용하여 리드 이오드의 두 층을 이산화티타늄 층으로 90초 동안 분당 000 회전으로 증정합니다. 기판을 핫 플레이트 또는 섭씨 70도에 놓고 각 증착 후 10 분 동안.

열처리 후, 메틸람모늄 요오드 용액 300밀리리터를 리드 요오드 층에 떨어뜨리고 20초 를 기다린 후 분당 4, 000 회전에서 30초 동안 회전합니다. 스핀의 끝에서, 30 초 동안 분당 4, 000 회전에 페로 브스키테 층 위에 Spiro OMetTAD 솔루션을 증착하기 전에, 100섭씨에서 10 분 동안 뜨거운 접시에 기판을 배치합니다. 그런 다음 스피로 오메타드를 산화하기 위해 밤새 공기에 건조기에서 영화를 저장합니다.

다음 아침, 페로브스키테 필름을 긁어 FTO를 노출합니다. 섀도우 마스크를 사용하여 두께가 5나노미터에 도달할 때까지 초당 0.2 앙스트롬의 속도로 증발기 기계에 금 접감을 입금한 후 초당 1개의 앙스트롬으로 속도를 증가시켜 금 접치 17나노미터를 얻습니다. 그런 다음 셀을 테스트할 준비가 되었습니다.

스퍼터링 시스템에서, 증착 속도는 산소 유량에 의해 강하게 영향을 받아 산소 흐름이 증가할 때 감소한다. 예를 들어, 3~4개의 SCCM에서 증착율에 대한 표현적 감소가 있습니다. 산소가 증가하면 4에서 10 SCCM로 증착 속도가 덜 두드러집니다.

형성된 산화질소 상은 산소 유량에 의존하며, 3개 미만의 SCCM 니오비움이 형성된 주요 상이다. 3.5 SCCM 보다 높은 흐름의 경우 산소 부피가 너무 높아 이산화니오듐을 생성합니다. 대신 니오브 펜트옥사이드가 주요 단계로 관찰된다.

전자현미경 이미지는 3점 5, 4, 10SCCM에 증착된 필름의 나노 메트릭 구형 입자를 보여줍니다. 대조적으로 3개의 SCCM에 증착된 필름은 시트 모양의 입자를 드러냅니다. 다른 산소 유량에서 반응스퍼터링에 의해 증착된 필름은 다른 전기적 특성을 보여줍니다.

3개의 SCCM의 산소를 사용할 때 필름의 전도도가 증가합니다. 산소 유량이 3점 5, 4 또는 10 SCCM로 증가하면 전도도의 감소가 관찰된다. 페로브스키트 태양 전지의 성능은 사용되는 산화 니오비움에 따라 달라집니다.

3점 5SCCM에 기탁된 전자 수송층으로 만든 셀로서 가장 높은 단락 전류를 가진 최고의 성능을 갖는다. 모든 매개 변수가 산화 질소 필름의 증착을 시작하기 전에 올바르게 설정되어 있는지 확인하십시오. 니오브 산화물 필름은 또한 화학 적 솔루션을 연기하는 원인이 될 수 있습니다.

그러나 금속은 상이한 스토이치오메트리의 증착을 허용하지 않는다. 니오비움 산화물 연기의 전도도가 페로브스키트 태양전지의 성능에 미치는 영향을 분석하는 부품의 개발이다. 페로브스키테 증착에 화학 물질을 사용할 때주의하고 모든 실험실 안전 규칙을 따라야합니다.