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Ziel dieser Arbeit ist es, ein Verfahren zur Abscheidung einer Metalloxidschicht zu entwickeln. Dadurch soll ein bestehendes Schichtsystem hinsichtlich seiner chemischen Belastbarkeit und besonders seiner Korrosionsbeständigkeit eine Verbesserung erfahren. Besonderes Augenmerk wird in dieser Arbeit darauf gelegt, dass die Abscheidung aus der Dampfphase bzw. unter Verwendung eines Sauerstoffplasmas erfolgen soll und der Anspruch als umweltfreundliches Verfahren erfüllt wird. Unter Berücksichtigung dieser Tatsachen wird zunächst das bestehende Schichtsystem analysiert. Danach werden Abscheidungsmöglichkeiten einer Metalloxidschicht aufgezeigt. Zum Schluss erfolgt die Beschreibung und Auswertung der Abscheidungsmethoden.
Die Masterarbeit leistet einen Beitrag zur Effizienzsteigerung des Laserabtragsprozesses zur sicheren elektrischen Trennung des P1 – Strukturierungsgrabens einer Dünnschichtsolarzelle. Die Strukturierung des P1 Grabens bildet einen Teilprozess der seriellen Verschaltung von Dünnschichtsolarzellen. Entgegen dem Stand der Technik wird der Abtrag von der Schichtseite realisiert. Anhand der Darstellung der Anforderungen an die Strukturierung werden vergleichend ein Nanosekunden- und ein Pikosekundenlaser auf Eignung untersucht.
Um die Vorteile eines hochrepetierenden Ultrakurzpulslasers zur Strukturierung von dünnen Metallschichten nutzten zu können, sind Kenntnisse über den Einfluss der verschiedenen Parameter notwendig. Deshalb wurden der Einfluss des Pulsabstands, der Frequenz und des Linienabstands, auf das Ablationsverhalten von dünnen Metallschichten untersucht. Es wurden die Schichtmaterialien Chrom, Aluminium, Kupfer und Titan aus-gewählt, deren Schichtdicken sich in einem Bereich von 0,02 μm bis 0,5 μm bewegen. Die Untersuchungen der Einflussnahme des Pulsabstandes wurden bei einer Frequenz von 32 kHz durchgeführt. Es konnte gezeigt werden, dass sich die Spurbreite bei kleiner werdendem Pulsabstand, bei fast allen Schichtmaterialien vergrößerte. Belegt wurde dabei, dass bei dieser Frequenz nicht bei allen Schichten ein sauberer Abtrag, bis auf das Substrat, realisiert werden konnte. Dazu wurde als nächstes die Frequenz variiert. Es konnte festgestellt werden, dass bei Erhöhung der Frequenz, die Spurbreite nur bei Aluminium und Kupfer, merklich zunahm. Dabei zeigte sich, dass bei Chrom, mit höheren Frequenzen als 200 kHz, sich Risse im Substrat bilden. Anschließend wurden mit geeigneten Pa-rametern die Auswirkungen des Linienabstandes untersucht. Dabei konnte festgestellt werden, dass der Abstand zwischen zwei Linien sich nicht auf die Breite der Einzellinie auswirkt. Die Flächenabtragsrate war bei Titan am größten, was auf die sehr geringe Schichtdicke und der geringen Wärmeleitung von Titan zurückzuführen ist.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem selektiven rückseitigen Abtrag von dünnen Aluminiumschichten (10 – 50 nm) auf Quarzglas mit ultrakurz gepulster Laserstrahlung der Wellenlänge von 1028 nm und Pulsdauern von 0,2 – 10 ps. Die Einflüsse von Prozess- und Probenparametern auf die Abtragsschwellen und Inkubationskoeffizienten werden bestimmt. Ebenso wird ein Vergleich von Schwellfluenz und Inkubationskoeffizienten zwischen vorder- und rückseitigem
Abtrag gegeben. Hierfür werden die Werte des vorderseitigen Abtrag aus vorhergehenden Untersuchungen verwendet. Neben experimentellen Untersuchungen werden Berechnungen zur Bestimmung der theoretischen Schwellfluenzen durchgeführt. Mithilfe dieser Untersuchungen soll die Qualität der Strukturierung von Aluminiumschichten verbessert werden.
Diese Arbeit beinhaltet eine detaillierte Dokumentation für eine Simulation zum Ermitteln der Schichtddickenverteilung von mittels PLD hergestellten Kohlenstoffschichten. Des Weiteren wurden im Ramen dieser Arbeit Versuche zum Herstellen von ta-C-Schichten bei rotierendem Substrat durchgeführt und dabei speziell der Einfluss von mit der Rotationsgeschwindigkeit verbundenen Subplantationseffekten untersucht.
In dieser Arbeit sollen Untersuchungen zum Reflexionsverhalten einer dünnen Goldschicht bei Bestrahlung mit ultrakurz gepulster Laserstrahlung durchgeführt werden. Hierbei wird ein Versuchsaufbau mit zwei Strahlengängen verwendet, wobei die Strahlung einerseits nach der Wechselwirkung mit der Goldprobe und andererseits zur Referenz auf einer Kamera ortsaufgelöst abgebildet wird.
In dieser Arbeit wird der Einfluss des Doppelpuls-Zeitdelays ultrakurz gepulster Laserstrahlung auf die Ablation von dünnen Edelstahlschichten mithilfe von fluenzabhängigen Abtragsuntersuchungen evaluiert. Anhand der Messergebnisse konnten Abhängigkeiten in Bezug auf den Abtragsdurchmesser, die Abtragstiefe und die Schwellfluenz ermittelt werden, weshalb mittels orts- und zeitaufgelöster, vorder- und rückseitiger Pump-Probe Reflektometriemessungen anschließend die Ursachen für diese Abhängigkeiten grundlegend untersucht und die Ergebnisse diskutiert werden. Zur weiteren Auswertung und Diskussion der Messergebnisse dient der simulierte orts- und zeitaufgelöste Verlauf der Elektronen- und Phononentemperatur entlang der Schichtdicke.