تعداد نشریات | 44 |
تعداد شمارهها | 1,303 |
تعداد مقالات | 16,020 |
تعداد مشاهده مقاله | 52,487,027 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 15,213,972 |
بهبود خواص الکتریکی و اپتیکی لایه نازکITO با اصلاح فاصله الکترودها در سامانه اسپاترینگ DC مگنترونی | ||
مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز | ||
شناسنامه علمی شماره، دوره 50، شماره 1 - شماره پیاپی 91، خرداد 1399، صفحه 351-359 اصل مقاله (1.28 M) | ||
نویسندگان | ||
عبدالنبی کوثریان* ؛ علیرضا کرامت زاده؛ مریم شکیبا؛ هومان کعبی؛ ابراهیم فرشیدی | ||
دانشکده مهندسی - دانشگاه شهید چمران اهواز | ||
چکیده | ||
یکی از پارامترهای مهم در لایهنشانی لایههای نازک اکسید ایندیوم-قلع (ITO) به روش کندوپاش مگنترونی، فاصله الکترودها است که با تغییر آن شرایط پلاسمای رسوب تغییر میکند. در این تحقیق لایههای نازک ITO به روش کندوپاش مگنترونی DC، با تغییر فاصله الکترودها در گستره cm 5-11، بر بستر شیشه در دمای اتاق رسوب داده شدهاست. تحت شرایط فوق ضخامت نمونهها در محدوده nm 110-370، متوسط اندازه دانههای کریستالی برای نمونه لایهنشانیشده در فاصله مطلوب cm 7 برابر با nm5±50 و جذر میانگین مربعات زبری سطح برابر با nm 97/1 بهدست آمدهاست. همچنین مشاهده شد که لایه نازک ITO دارای ساختار مکعبی بیکسبایت میباشد. مقاومت ورقهای لایههای نازک ITO در فواصل 5، 7، 9 و cm 11 بهترتیب برابر با 7/17، 16، 1733 و □/Ω 5207 اندازهگیری شدهاند. شفافیت لایههای نازک رسوبدادهشده در بازه nm400-800، در محدوده 85-75% متغیر است. براساس نتایج برای فاصله الکترودهای cm 7، مقاومت ورقهای ITO تا □/Ω 16 کاهش مییابد و درعینحال برای ضخامت nm 230، شفافیت آن 85% است که برای استفاده بهعنوان کنتاکت در سلول خورشیدی سیلیکن آمورف بسیار مناسب است. علاوهبر نتایج عملی، آنالیز دادهها بهکمک نرمافزارهای MATLAB و X'Pert و شبیهسازی پلاسما بهکمک نرمافزار شبیهساز پلاسما xpdp1 انجام شدهاست. | ||
کلیدواژهها | ||
لایههای نازک ITO؛ سیستم کندوپاش مگنترونی DC؛ فاصله الکترودها؛ مقاومت ورقهای؛ شفافیت لایه نازک؛ ویژگیهای ساختاری | ||
مراجع | ||
[1] Ştefan Ţălu, Slawomir Kulesza, Miroslaw Bramowicz, Adam M. Pringle, Joshua M. Pearce, Marikkan Murugesan, Vishnukanthan Venkatachalapathy, J. Mayandi,” Micromorphology analysis of sputtered indium tin oxide fabricated with variable ambient combinations”, Materials Letters, vol. 220, pp. 169-171, 2018. [2] S.M. Rozati, T. Ganj, “Transparent conductive Sn-doped indium oxide thin films deposited by spray pyrolysis technique”, Renewable Energy, vol. 29, Issue 10, pp. 1671-1676, 2004. [3] Mirnmoy Misra, Deuk-Kyu Hwang, Yoon Cheol Kim, Jae-Min Myoung, Tae Il Lee, “Eco-friendly method of fabricating indium-tin-oxide thin films using pure aqueous sol-gel, Ceramics International”, vol. 44, Issue 3, pp. 2927-2933, 2018. [4] محرم غیاثوند، محمد ناصر مقدسی، عباسعلی لطفی نیستانک، علیرضا نیک فرجام، بهبود عملکرد محفظههای الکترومغناطیسی غیر فلزی شفاف با استفاده از پوشش فیلم نانو لایه طلا، مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز، دوره 48، شماره 1، صفحه 205-197، 1397. [5] Cristian Viespe, Ionut Nicolae, Cornelia Sima, Constantin Grigoriu, Rares Medianu, “ITO thin films deposited by advanced pulsed laser deposition”, Thin Solid Films, vol. 515, Issue 24, pp. 8771-8775, 2007. [6] Bibhuti Bhusan Sahu, Wen Long, Jeon Geon Han, “Highly conductive flexible ultra thin ITO nanoclusters prepared by 3-D confined magnetron sputtering at a low temperature”, Scripta Materialia, vol. 149, pp. 98-102, 2018. [7] C. David, B.P. Tinkham, P. Prunici, A. Panckow, “Highly conductive and transparent ITO films deposited at low temperatures by pulsed DC magnetron sputtering from ceramic and metallic rotary targets”, Surface and Coatings Technology, vol. 314, pp. 113-117, 2017. [8] A. Mohammadi Gheidari, F. Behafarid, G. Kavei, M. Kazemzad, “Effect of sputtering pressure and annealing temperature on the properties of indium tin oxide thin films”, Materials Science and Engineering: B, vol. 136, Issue 1, pp. 37-40, 2007. [9] M. Marikkannan, M. Subramanian, J. Mayandi, M. Tanemura, V. Vishnukanthan, and J. M. Pearce, “Effect of ambient combinations of argon, oxygen, and hydrogen on the properties of DC magnetron sputtered indium tin oxide films”, AIP Advances, vol. 5, 2015. [10] K.P. Sibin, A. Carmel Mary Esther, H.D. Shashikala, Arjun Dey, N. Sridhara, Anand Kumar Sharma, Harish C. Barshilia, “Environmental stability of transparent and conducting ITO thin films coated on flexible FEP and Kapton® substrates for spacecraft applications”, Solar Energy Materials and Solar Cells, vol. 176, pp. 134-141, 2018. [11] Huafei Guo, Kezhi Zhang, Xuguang Jia, Changhao Ma, Ningyi Yuan, Jianning Ding, “Effect of ITO film deposition conditions on ITO and CdS films of semiconductor solar cells”, Optik - International Journal for Light and Electron Optics, vol. 140, pp. 322-330, 2017. [12] K. Okada, Sh. Kohiki, S. Luo, D. Sekiba, S. Ishii, M. Mitome, A. Kohno, T. Tajiri and F. Shoji, “Correlation between resistivity and oxygen vacancy of hydrogen-doped indium tin oxide thin films”, Thin Solid Films, vol. 519, Issue 11, pp. 3557–3561, 2011. [13] Sh. Qamar Hussain, W. K. Oh, Sh. Ahn, A. H. Tuan Le, S. Kim, S. M. Iftiquar, S. Velumani, Y. Lee and J. Yi, “Highly transparent RF magnetron-sputtered indium tin oxide films for a-Si:H/c-Si heterojunction solar cells amorphous/crystalline silicon”, Materials Science in Semiconductor Processing, vol. 24, pp. 225-230, 2014. [14] Zhixuan Lv, Jindong Liu, Dengyao Wang, Hualong Tao, Weichao Chen, Haoting Sun, Yanfei He, Xin Zhang, Zhiyu Qu, Zicheng Han, Xuelin Guo, Shiping Zhao, Yunxian Cui, Hualin Wang, Shimin Liu, Chaoqian Liu, Nan Wang, Weiwei Jiang, Weiping Chai, Wanyu Ding, “A simple route to prepare (100) preferred orientation indium tin oxide film onto polyimide substrate by direct current pulsed magnetron sputtering”, Materials Chemistry and Physics, vol. 209, pp. 38-45, 2018. [15] Shumei Song, Tianlin Yang, Jingjing Liu, Yanqing Xin, Yanhui Li, Shenghao Han, “Rapid thermal annealing of ITO films”, Applied Surface Science, vol. 257, Issue 16, pp. 7061-7064, 2011. [16] Z. Qiao, Fabrication and study of ITO thin films prepared by magnetron sputtering, Ph.D thesis, University of Duisburg-Essen, May 2003. [17] W. F. Wu, B. S. Chiou and S. T. Hsieh, “Effect of sputtering power on the structural and optical properties of RF magnetron sputtered ITO films”, Semicond. Sci. Technol, vol. 9, pp. 1242-1249, 1994. [18] P. Gao, L. J. Meng, M. P. dos Santos, V. Teixeira and M. Andritschky, “Characterisation of ZrO2 films prepared by rf reactive sputtering at different O2 concentrations in the sputtering gases”, Vacuum, vol. 56, pp. 143-148, 2000. [19] C. V. R. Vasant Kumar and A. Mansingh, “Effect of target‐substrate distance on the growth and properties of rf‐sputtered indium tin oxide films”, J. Appl. Phys., vol. 65, pp. 1270, 1989. [20] J. L. Perry, Effects of sputter deposition parameters on stress in tantalum films with applications to chemical mechanical planarization of copper. Ph.D Thesis. Rochester Institute of Technology, 2004. [21] C. V. R. Vasant kumar and A. Mansingh, “Effect of target‐substrate distance on the growth and properties of rf‐sputtered indium tin oxide films”, J. Appl. Phys., vol.65, pp. 1270-1280, 1989. [22] M. Shakiba, A. Kosarian and E. Farshidi, “Effects of processing parameters on crystalline structure and optoelectronic behavior of DC sputtered ITO thin film”, J Mater Sci: Mater Electron, vol. 28, pp. 787-797, 2017. [23] A. Kosarian, M. Shakiba, and E. Farshidi, “Role of Sputtering Power on the Microstructural and Electro-Optical Properties of ITO Thin Films Deposited Using DC Sputtering Technique”, IEEJ Transaction on Electrical and Electronic Engineering, vol. 13, Issue 1, pp. 27-31, 2018. [24] M. DM, Handbook of physical vapor deposition (PVD) processing, William Andrew, United States of America, April 2010. [25] Xpdp1 v.3.5 plasma simulation software, Plasma Theory and Simulation Group at University of California, Berkeley. [26] C. K. Birdsall and A. B. Langdon, Plasma Physics via Computer Simulations. Adam Hilger, IOP Publishing, Bristol, 1991. [27] V. Vahedi, M. Surendra, “A Monte Carlo collision model for the particle-in-cell method: applications to argon and oxygen discharges”, Computer Physics Communications, vol. 87, Issues 1–2, pp. 179-198, 1995. [28] V. Vahedi, R. W. Stewart, and M. A. Lieberman, “Analytic model of the ion angular distribution in a collisional sheath”, J. Vac. Sci. Technol. A, vol. 11, Issue 4, pp. 1275, 1993. [29] D. K. Schroder, Semiconductor material and device characterization, Wiley, New York, 1990. [30] J. I. Pankove, Optical process in semiconductors, Dover Publications, Inc., New York, 1971. [31] G. Haacke, “New figure of merit for transparent conductors”, J. Appl. Phys., vol. 47, pp. 4086, 1976. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 477 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 324 |