Untersuchung des reaktiven Sputterprozesses zur Herstellung von ...

104 5. Einfluss der Depositionsbedingungen auf die ZnO:Al-Schicht-Eigenschaften
Abbildung 5.8: Position (durchgezogene Linie, geschlossene Symbole) und Halbwertsbreite (gestrichelte Linie,
offene Symbole) des XRD-(002)-Peaks als Funktion des Depositionsdruckes für verschiedene Substrattemperaturen.
Vergleich zur Schicht A2 heben sie sich durch eine deutlich erhöhte Transmission im gesamten
Spektralbereich oberhalb von 400 nm ab. Allgemein wurde für niedrige Substrattemperaturen
insbesondere bei hohem Depositionsdruck eine verstärkte Absorption beobachtet.
5.2.3 Strukturelle Eigenschaften
Für alle Schichten der Druckserien dominiert der (002)-Peak die XRD-Messungen. Die relative
Intensität des Peaks der nächst stärksten Beugung an den (101)-Ebenen liegt bei weniger als
1 %. Einen signifikanten Anteil nimmt diese Beugung erst bei Drücken von 7 Pa und 8,5 Pa mit
einer (101)-Peakintensität von fast 40 % an. Die Vorzugsorientierung der c-Achse (001) bleibt
jedoch bis zu diesen hohen Drücken erhalten. Abb. 5.8 zeigt die Position und die Halbwertsbreite
des (002)-Peaks als Funktion des Sputterdruckes. Der Peak verschiebt sich von ungefähr
34,4 ◦ ausgehend mit zunehmendem Sputterdruck um 0,1 ◦ zu größeren Winkeln. Diese Peak-
Verschiebung entspricht einer Stauchung des Gitters um ca. 0,3 % gegenüber dem Referenzwert.
Aus der Veränderung des Gitterparameters kann eine Spannungsänderung von 440 MPa berechnet
werden. Die Halbwertsbreite nimmt bis zu einem bestimmten Grenzdruck zwischen 2 Pa und
4 Pa schwach, und oberhalb stark von ca. 0,2 ◦ bis zu mehr als 0,5 ◦ zu. Die nach der Scherrerformel
berechnete Kristallitgröße in Wachstumsrichtung nimmt damit von ca. 50 nm im niedrigen
Druckbereich auf weniger als 15 nm bei hohem Druck ab. Eine Anhebung der Substrattemperatur
von TS = 200 ◦ C auf TS = 260 ◦ C verschiebt den Übergangsdruck wie bei den elektrischen