Charakterizace nanostruktur deponovaných vysokofrekvenčním magnetronovým naprašováním

Characterisation on nanostructure deposited by high-frequency magnetron sputtering

dizertace

čeština

Práce se zabývá analýzou nanostrukturovaných vrstev, deponovaných na povrch monokrystalického křemíku pomocí vysokofrekvenčního magnetronového naprašování. Obsah práce je zaměřen na aplikaci magnetronového naprašování jako alternativní metody pro depozici pasivačních a antireflexních vrstev na křemíkových solárních článcích. Je navržen postup pro předdepoziční čištění povrchů křemíkových substrátů plazmatickým leptáním v prostředí Ar/H2 a reaktivní depozici hydrogenovaných vrstev nitridu křemíku a nitridu hliníku ve směsi plynů Ar/N2/H2. Část práce je věnována popisu experimentálních depozic pseudokarbidových vrstev z křemíkového terče a reaktivního acetylenu (C2H2) v průmyslových podmínkách. Velký důraz je kladen na zkoumání vlastností vrstev a vytvářených poměrů na rozhraní křemík-vrstva za pomoci několika standardních a speciálních měřících metod. Strukturální složení naprašovaných vrstev je analyzováno moderními metodami rentgenové spektroskopie (XPS) a Fourierovské infračervené spektroskopie (FTIR). Pro diagnostiku optických vlastností naprašovaných vrstev v závislosti na vlnových délkách dopadajícího světla jsou vrstvy měřeny pomocí optické elipsometrie a spektrofotometrie. Zkoumání pasivačních účinků naprašovaných vrstev je zajišťováno speciální metodou pro měření plošného rozložení doby života nosičů náboje v objemu a na povrchu křemíkových substrátů (MW-PCD).

This thesis deals with the analysis of nano-structured layers deposited by highfrequency magnetron sputtering on the monocrystalline silicon surface. The content of the work focuses on the magnetron sputtering application as an alternative method for passivation and antireflection layers deposition of silicon solar cells. The procedure of pre-deposite silicon surface cleaning by plasma etching in the Ar/H2 gas mixture atmosphere is suggested. In the next step the silicon nitride and aluminum nitride layers with hydrogen content in Ar/N2/H2 gas mixture by magnetron sputtering are deposited. One part of the thesis describes an experimental pseudo-carbide films deposition from a silicon target in the atmosphere of acetylene (C2H2). An emphasis is placed on the research of sputtered layers properties and on the conditions on the silicon-layer interface with the help of the standard as well as special measurement methods. Sputtered layers structure is analyzed by modern X-ray spectroscopy (XPS) and by Fourier infrared spectroscopy (FTIR). Optical ellipsometry and spectrophotometry is used for the diagnostic of the layers optical properties depending upon the wavelength of incident light. A special method of determining the surface lay-out of the charges carrier life in the volume and on the surface of silicon is employed to investigate the passivating effects of the sputtered layers.

Magnetronové naprašování, Rentgenová spektroskopie, Fourierovská spektroskopie, MW-PCD, Elipsometrie, Spektrofotometrie, Povrchová rekombinace, Doba života nosičů náboje, Solární články, Povrchová pasivace, Antireflexní vrstvy, Nitrid křemíku, Nitrid hliníku, Karbid křemíku

Magnetron sputtering, X-ray spectroscopy, Infrared spectroscopy, MW-PCD, Ellipsometry, Spectrophotometry, Surface recombination, Lifetime, Surface passivation, Antireflection coating, Silicon nitride, Aluminum nitride, Silicon carbide

HÉGR, O.

2. 12. 2008

1

110

110