Berlin 2024 – wissenschaftliches Programm

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DS: Fachverband Dünne Schichten

DS 4: Layer Deposition

DS 4.5: Vortrag

Montag, 18. März 2024, 17:00–17:15, A 060

Energetische Anpassung von Magnetron-Sputter-Abschei- dungsprozessen für defektempfindliche Materialien: Transparente leitfähige Oxide und andere Halbleiter — •Klaus Ellmer — Optotransmitter-Umweltschutz-Technologie e.V., Köpenicker Str. 325, 12555 Berlin, Germany

Das Magnetronsputtern ist eine großflächige, plasmaunterstützte Abscheidungsmethode für viele industrielle Anwendungen, wie Architektur- und Glasbeschichtungen, von Spiegeln und Absorbern für Solarkonzentratoren, magnetische Schichten für Festplatten oder Hartstoffschichten. In der Dünnschicht-Photovoltaikindustrie wird Magnetronsputtern zur Abscheidung metallischer Rückkontakte (Ag, Mo) und transparenter, leitfähiger Fensterschichten (ITO, ZnO) oder für metallische Filme eingesetzt. Für die aktiven Halbleiter (Absorber) in Solarzellen wird es jedoch noch nicht im technischen Maßstab angewendet. Es werden Hindernisse aufgezeigt, die den Einsatz des Magnetronsputterns für aktive Halbleiterschichten verzögert haben. Die Energien der Spezies (gesputterte Atome, positive und negative Ionen, energiereiche Neutrale) werden diskutiert und ihr Einfluss auf das Filmwachstum. Aufgrund der geringen Defektbildungsenergien von Halbleitern ist die Anpassung der Entladungsbedingungen (niedrige Teilchen-energien) für die Herstellung defektarmer Halbleiterfilme mit hoher Qualität zwingend erforderlich. Die Möglichkeiten des Magnetronsputterns werden für die Abscheidung aktiver Chalkopyrit-Absorberfilme für effiziente Solarzellen (Cu(In,Ga)Se2), für Nitride für LEDs (GaInN) und für transparente leitende Oxide demonstriert.

Keywords: reaktives Magnetronsputtern; Strahlenschaden; Defekterzeugung; aktive Halbleiter; Dünnschichtsolarzellen