Depth Profile Analysis of SnO2 Thin Films Deposited on Corning Glass and Si Substrates by RF Magnetron Sputtering

Abstract

SnO₂ thin films having tetragonal structure were grown on (100) oriented n-type Si and corning glass substrates at room temperature with RF magnetron sputtering technique. The atomic distribution and interfacial evaluation of the deposited structures were evaluated with the depth profile spectra obtained by the Secondary Ion Mass Spectrometer. It was seen that the atomic distribution of Sn and O showed a uniform distribution throughout the film depth. However, it was precisely determined by SIMS technique that an ultra-thin SiO₂ layer was formed between the SnO₂ film, which was deposited on Si, and Si substrate. The formed SiO₂ interlayer thickness was determined to be dependent on the sputtering kinetics i.e. RF deposition power.

Keywords

• RF sputtering,SnO2,Thin film,SiO2 interlayer,SIMS

Korning Cam ve Si Alttaşlar Üzerine RF Magnetron Püskürtme ile Büyütülen SnO2 İnce Filmlerin Derinlik Profil Analizi

Abstract

Tetragonal yapıdaki SnO₂ ince filmleri (100) yönelimli n-tipi Si ve korning cam alttaşlar üzerine oda sıcaklığında RF magnetron püskürtme tekniği ile büyütüldü. Büyütülen yapıların atomik dağılımı ve arayüzey durumları, İkincil İyon Kütle Spektrometresi analizlerinden elde edilen derinlik profili spektrumları ile değerlendirildi. Film derinliği boyunca Sn ve O atomik dağılımının homojen dağılım sergilediği görüldü. Bununla birlikte, Si alttaş üzerine büyütülen SnO₂ filmi ile Si alttaş arasında çok ince bir SiO₂ tabakasının oluştuğu, hassas bir şekilde SIMS tekniği ile belirlendi. Oluşan SiO₂ ara-tabaka kalınlığının, püskürtme kinetiğine -RF büyütme gücüne- bağlı olduğu belirlendi.

Keywords

• RF püskürtme,SnO2,İnce film,SiO2 ara-tabaka,SIMS

References

1. [1] Liu. K., Sakurai, M., Aono, M. and Shen, D. 2015. Adv. Func. Mater., 25-21(2015), 3157-3163.
2. [2] Lee, J., Kim, N.H., Park, Y.S., 2016. J. Nanosci. Nanotechnol., 16-5(2016), 4973-7.
3. [3] Alshammari, F.H., Hota, M.K., Wang, Z., Husam, H.A. and Alsharee, N. 2017. Adv. Electron. Mater., 9-3(2017), 1700155.
4. [4] Banyamin, Z.Y., Kelly, P.J., West, G., and Boardman J. 2014. Coatings, 4(2014), 732-746.
5. [5] Li, C., Lv, M., Zuo, J. and Huang X. 2015. Sensors, 15(2015), 3789-3800.
6. [6] Tığ, G.A., Zeybek, D.K. and Pekyardımcı, Ş. 2016. Chemical Papers, 70(2016), 695-705.
7. [7] Min, X., Sun, B., Chen, S., Fang, M., Wu, X., Liu, Y., Abdelkader, A., Huang, Z., Liu, T., Xi, K., Kumar, R.V. 2019. Energy Storage Materials, 16(2019), 597-606.
8. [8] Jeong, J. 2018. Scanning, 2018(2018) 4592913.

9. [9] Karthigeyan, A., Gupta, R.P., Burgmair, S.K., Sharma, M., Eisele, I. 2002. Sensors and Actuators B, 87(2002), 321–330.
10. [10] Jeong, J., Na, D.S., Lee, B.J., Song, H.J. and Kim, H.G. 2012. Current Applied Physics 12-1(2012). 303–306.
11. [11] Singh, K. and Tamakloe, R. Y. 1996. Solar Energy, 56-4(1996), 343-348.
12. [12] Al-Ghamdi, A.A., Al-Hartomy, O.A., El Okr, M., Nawar, A.M., El-Gazzar, S., El-Tantawy, F., Yakuphanoglu, F. 2014. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 131(2014). 512-517.