Şekilli İnce Filmerin Üretilmesi Ve Karakterizasyonu

Abstract

Bu çalışmada amaç, şekilli ince filmleri üretebilmek için eğik açılı biriktirme sistemini fiziksel buhar biriktirme sistemine adapte edip daha sonra termal buharlaştırma ile üretilen gümüş (Ag) filmlerin şekil morfolojilerini incelemektir. Yapılan çalışmada öncelikle altlığı döndürmeden, üç farklı altlık açısında oluşan eğik kolonların açıları hesaplanmış ve literatürde belirtilen eşitliğe uyduğu tespit edilmiştir. Ayrıca değişik dönüş hızlarında ve biriktirme hızlarında oluşan şekil morfolojileri karşılaştırılmıştır. Daha sonra kaplama sırasında altlığın kesikli dönüş hareketi yapmasıyla, zigzag şekilli filmler üretilmiş ve optimizasyonu sağlanmıştır. Sonuç olarak altlık sabitken yapılan kaplamalarda, altığın açısı azaldıkça oluşan kolonlar dikleşmeye başlamıştır. Ayrıca altlığın döndürüldüğü kaplamalarda, altlık dönüş hızının biriktirme hızına oranı fazla olduğu durumda kolonsal, daha az olduğu durumda ise film, şekilli olarak büyümeye başlamıştır. Bununla birlikte, altlığın dönüş hızı sabit olup, biriktirme hızının arttığı durumda yine şekilli yapıda filmler oluşurken (eğik kolonlar), biriktirme hızının daha yavaş olduğu durumda yüzeye gelen atomların daha yüksek hareketliliğinden dolayı kolonsal filmlerin oluştuğu gözlenmiştir. Son olarak altlığın belirli aralıklarda sabit tutulup, sonra hızlı şekilde 180° döndürülmesi ile zigzag şekilli filmler üretilmiştir.

The aim of this study is to adapt the GLAD system to our Physical Vapor Deposition (PVD) system in order to manufacture thermal evaporated silver (Ag) sculptured thin films, and then, to examine the growth morphology of the manufactured films. In this study, first of all, the angles of the tilted columns which are formed in three different substrate angles have been calculated without rotating the substrate, and it has been determined that it fits the equation defined in literature. In addition, the shape morphologies which are formed at different rotation and deposition rates have been compared. Later, zigzag shaped films have been manufactured with the substrate rotating discontinuously during the coating, and they (these films) have been optimized. As a result, in the coatings, when the substrate is stable, the less the angle of the substrate is, the more steep the formed columns are. Moreover, in the coatings during which the substrate was rotated, when the ratio of the substrate rotation rate to the deposition rate was higher the film began to grow in columns, and when it was lower, it grew in the sculptured form. More with this, in the situation that the rotation rate of the substrate was stable and the deposition rate increased, films in the sculptured structure were formed (tilted columns), whereas when the deposition rate was lower, it has been observed that films formed in columns depending on the higher mobility of the atoms which come to the surface. Finally, with the substrate being stable on certain intervals and then rotating quickly 180º, zigzag shaped films were manufactured.