haku: @supervisor Savin, Hele / yhteensä: 13
viite: 3 / 13
| Tekijä: | Heikkinen, Ismo T.S. |
| Työn nimi: | Characterization of Zinc Oxide, Sulfide and Oxysulfide Thin Films Grown By Spatial Atomic Layer Deposition |
| Spatiaalisella atomikerroskasvatuksella valmistettujen sinkkioksidi-, -sulfidi- ja oksisulfidiohutkalvojen karakterisointi | |
| Julkaisutyyppi: | Diplomityö |
| Julkaisuvuosi: | 2016 |
| Sivut: | 70 s. + liitt. 9 Kieli: eng |
| Koulu/Laitos/Osasto: | Perustieteiden korkeakoulu |
| Oppiaine: | Nanotekniikka (F3003) |
| Valvoja: | Savin, Hele |
| Ohjaaja: | Malinen, Ville |
| Elektroninen julkaisu: | http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201608263112 |
| Sijainti: | P1 Ark Aalto 4384 | Arkisto |
| Avainsanat: | spatial atomic layer deposition thin films ZnO ZnS Zn(O,S) CIGS photovoltaics industrial-scale processing spatiaalinen atomikerroskasvatus ohutkalvot CIGS aurinkokennot teollisen mittakaavan prosessointi |
| Tiivistelmä (fin): | Tässä diplomityössä tutkittiin spatiaalisella atomikerroskasvatuksella (SALD) valmistettujen ZnO-, ZnS- ja Zn(O,S)-ohutkalvojen kasvatusprosesseja sekä ominaisuuksia. Kalvot valmistettiin pilottireaktorilla Si- ja lasisubstraattien päälle käyttämällä lähtöaineina dietyylisinkkiä, ionivaihdettua vettä sekä rikkivetyä, jotka ovat hyvin tunnettuja ALD-kemikaaleja. Kasvatuslämpötilat olivat 110-150C. SALD-menetelmän soveltuvuutta teolliseen prosessointiin tarkasteltiin kasvattamalla reaktorin linjanopeutta, mikä kasvatti pinnoitusnopeutta mutta lyhensi prekursorin altistusaikaa, ja tutkimalla näin kasvatettujen kalvojen ominaisuuksia. Lisäksi prosessipainetta kasvattamalla tutkittiin ilmiöitä, jotka vaikuttavat oksidi- ja sulfidikalvojen SALD-prosessointiin ilmanpaineessa. Kasvatettuja kalvoja tutkittiin tarkastelemalla niiden kasvunopeutta, tasaisuutta, optisia ominaisuuksia sekä alkuainekoostumusta. SALD-reaktorin varmistettiin toimivan ALD-moodissa, ja hyvälaatuisia kalvoja onnistuttiin valmistamaan kaikissa prosessilämpötiloissa ja -paineissa sekä kaikilla substraatin liikenopeuksilla. Prosessiparametrit kuitenkin vaikuttivat kasvatettujen kalvojen ominaisuuksiin ja laatuun, joten kasvatusprosessien optimointi vaatii lisätutkimusta. Tässä työssä käytetty SALD-laite, SCS 1000, on suunniteltu jäykkien, pinta-alaltaan suurten substraattien pinnoittamiseen. Samanlaista laitetta voitaisiin soveltaa teollisesti esimerkiksi CIGS-aurinkokennojen, metallilevyjen ja suurten lasisubstraattien pinnoittamiseen erilaisilla oksidi- ja sulfidipinnoitteilla. Tämä työ on ensimmäinen julkaisu sinkkisulfidin kasvatuksesta SALD-menetelmällä. |
| Tiivistelmä (eng): | In this thesis Spatial Atomic Layer Deposition (SALD) of ZnO, ZnS and Zn(O,S) thin films using a pilot SALD reactor was studied. The films were grown on Si wafers and glass substrates using common ALD precursors DEZ, DI H2O and H2S at process temperatures ranging from 110 to 150C. The industrial applicability of SALD was investigated by studying the effect of increased substrate velocity on the film growth. This led to higher deposition rates but shortened precursor residence times. Also processing in elevated process pressures was studied to gain further understanding on the phenomena which affect SALD processing in atmospheric pressures. The growth rate, uniformity, optical properties and elemental compositions of the deposited films were studied. The employed SALD tool was confirmed to function in the ALD mode, and good quality films were deposited at all studied process temperatures, substrate velocities and process pressures. However, all process parameters significantly affected film growth and their properties, and further studies are required to optimize the deposition processes. The employed SALD tool SCS 1000 was designed to coat large-area rigid substrates. The application of SALD in the industrial-scale coating of CIGS solar cells, large metal sheets and glass substrates with oxide and sulfide thin films could be realized using similar equipment. The results presented in this thesis provide an important reference on the development of zinc-containing films deposited by SALD, and this thesis is the first published report on the SALD processing of zinc sulfide. |
| ED: | 2016-09-04 |
INSSI tietueen numero: 54323
+ lisää koriin
INSSI