Herstellung und Charakterisierung von dünnen gesputterten ZnSe-Schichten

Inhaltsverzeichnis

• 1. Einleitung
• 2. Einige Eigenschaften des Zinkselenids
• 3. Ausgangssituation und Vorgehensweise
• 4. RF-Sputtern von Zinkselenid
  • 4.1 Herstellung der Schichten
  • 4.2 Variationsmöglichkeiten der Herstellungsparameter
  • 4.3 Die Sputteranlage
• 5. Erste Charakterisierung der ZnSe-Schichten
  • 5.1 Aussehen und Haftung
  • 5.2 Bestimmung der Schichtdicke
    • 5.2.1 Ellipsometrie
    • 5.2.2 Tolansky-Verfahren
    • 5.2.3 Transparenz-Extrema-Verfahren
    • 5.2.4 Aufnahmen mit dem Raster-Elektronenmikroskop (REM)
    • 5.2.5 Ergebnisse der Schichtdickenmessung
      • 5.2.5.1 Einfluß der Herstellungsparameter
      • 5.2.5.2 Oberflächenprofil der Schichten
  • 5.3 Untersuchung der Stöchiometrie
    • 5.3.1 EDX-Analyse
    • 5.3.2 Ergebnisse der Stöchiometrieuntersuchungen
• 6. Röntgenuntersuchungen
  • 6.1 Untersuchungen mit der Zählrohrmethode
    • 6.1.1 Einführung
    • 6.1.2 Auswertung der Spektren
  • 6.2 Untersuchung mit Filmaufnahmen
  • 6.3 Bestimmung der Korngröße
• 7. Absorptionsmessungen
  • 7.1 Einführung
  • 7.2 Ergebnisse der Absorptionsmessungen
• 8. Temperaturabhängige Leitfähigkeitsmessungen
  • 8.1 Einführung
  • 8.2 Ergebnisse der Leitfähigkeitsmessungen
• 9. Zusammenfassung
• 10. Anhang
• 11. Literaturverzeichnis

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Die Arbeit beschäftigt sich mit der Herstellung und Charakterisierung dünner gesputterter ZnSe-Schichten. Ziel ist die Entwicklung von ZnSe-Schichten, die stark senkrecht zur Substratoberfläche aufwachsen, um die Effizienz von Dünnschichtsolarzellen zu steigern.

• Herstellung von ZnSe-Schichten mittels RF-Sputtern
• Charakterisierung der ZnSe-Schichten hinsichtlich Schichtdicke, Stöchiometrie, Oberflächenstruktur und Kristallstruktur
• Einfluß der Herstellungsparameter auf die Eigenschaften der ZnSe-Schichten
• Potenzial von ZnSe als n-Halbleiter in Dünnschichtsolarzellen
• Vergleich von ZnSe mit CdS als n-Halbleiter

Zusammenfassung der Kapitel

Das erste Kapitel liefert eine Einleitung in die Thematik der Arbeit, die sich mit der Herstellung und Charakterisierung von ZnSe-Schichten für die Anwendung in Dünnschichtsolarzellen beschäftigt. Im zweiten Kapitel werden wichtige Eigenschaften des Zinkselenids, wie die Kristallstruktur und die Bandlücke, näher erläutert. Das dritte Kapitel beschreibt die Ausgangssituation und die Vorgehensweise der Arbeit. In Kapitel 4 wird die Herstellung der ZnSe-Schichten mittels RF-Sputtern detailliert dargestellt, wobei die verschiedenen Herstellungsparameter und die Sputteranlage näher erläutert werden.

Kapitel 5 widmet sich der ersten Charakterisierung der ZnSe-Schichten, einschließlich der Bestimmung der Schichtdicke, der Untersuchung der Stöchiometrie sowie der Analyse von Aussehen und Haftung. Die Kapitel 6 und 7 befassen sich mit weiteren Charakterisierungsmethoden, darunter Röntgenuntersuchungen und Absorptionsmessungen.

Schließlich behandelt Kapitel 8 die temperaturabhängigen Leitfähigkeitsmessungen der ZnSe-Schichten.

Schlüsselwörter

ZnSe, Dünnschicht, Sputtern, Solarzellen, Halbleiter, Kristallstruktur, Bandlücke, Stöchiometrie, Charakterisierung, Heteroepitaxie, Effizienz