Untersuchung des reaktiven Sputterprozesses zur Herstellung von ...

54 3. Experimentelles
spekulare, nicht gestreute als auch der diffus gestreute Anteil des Lichts gesammelt und innerhalb
der Kugel bis zur Absorption durch die Detektoren reflektiert. Aus diesen Spektren lässt
sich über die Energieerhaltung die Absorption bestimmen:
(3.11) A(λ)=1 − Ttot(λ) − Rtot(λ)
Der spekular transmittierte Strahl kann durch eine Öffnung in der Ulbrichtkugel ausgeblendet
werden, so dass nur noch der in Winkelbereiche größer ca. 5 ◦ gestreute Anteil des transmittierten
Lichts Tdiff detektiert wird. Für den Vergleich der Lichtstreuung von Proben mit unterschiedlicher
Transmission und Reflexion wird der diffuse Anteil ins Verhältnis zum gesamten transmittierten
Licht gesetzt. Man erhält dann als Maß für das Streuvermögen einer Schicht den sogenannten
spektralen Haze H:
(3.12) H(λ)= Tdiff
Ttot
Der Haze enthält nur Informationen über den Anteil des gestreuten Lichts, nicht aber Informationen
über die genaue Winkelverteilung. In der Literatur werden häufig Hazewerte für eine feste
Wellenlänge angegeben. In diesem Fall geht die Information über die spektrale Verteilung verloren.
Für die Bestimmung der Absorption ist es wichtig, die Messwerte von Ttot und Rtot an
exakt der gleichen Position auf dem Substrat durchzuführen. Ansonsten kann durch inhomogene
Schichtdicken eine Verschiebung der Fabry-Perot-Interferenzen stattfinden, die sich
dann ebenfalls in einer Interferenzstruktur bei der berechneten Absorption wiederspiegeln. Zusätzlich
kommt es insbesondere bei rauen Schichten durch interne Reflexionen im System
Luft/Glas/TCO/Luft zu erhöhter Absorption. Aus diesem Grund werden raue Grenzflächen bei
der Absorptionsbestimmung mit einer Flüssigkeit (Diiodmethan CH2I2) abgedeckt, die den Brechungsindex
zum umgebenden Material angleicht und so die Lichtstreuung und eine weitere
Reflexion vermindert [Müller et al. (2004)]. Bei rauen Schichten wird somit die Absorption
am System Luft/Glas/TCO/CH2I2/Glas/Luft bestimmt. Die Absorptionskante im kurzwelligen
Spektralbereich wird in diesem System durch die Flüssigkeit vorgegeben.
Generell beträgt der absolute Fehler der Messwerte dieses Spektrometers 1 %. Zusätzliche
Fehlerquellen müssen für verschiedene Spektralbereiche berücksichtigt werden. Im UV nimmt
die Reflexion der Beschichtung in der Ulbrichtkugel ab. Für nicht streuende Proben führt dies
immer zur gleichen Berücksichtigung des Effektes, so dass der Messwert nahezu nicht verfälscht
wird. Bei rauen Schichten wird die Absorption mit Diiodmethan gemessen, so dass der ultraviolette
(UV) Bereich ohnehin ausgegrenzt ist. Bei der Lichtstreuung dieser Schichten liegt das
Augenmerk nicht auf der Streuung der kurzen Wellenlängen sondern eher bei großen Wellenlängen
im Sichtbaren (VIS) und nahen Infraroten (NIR). Damit fällt der Fehler bei der Auswertung
.