Der Einfluss der Substrattemperatur auf die Schichteigenschaften lässt sich wie folgt zusammenfassen:
1. Kristallphase: Eine Erhöhung der Substrattemperatur kann zu Veränderungen in der Kristallphase der Dünnschicht führen. So kann eine Temperaturerhöhung beispielsweise eine Umwandlung von einer amorphen Phase in eine kristalline Phase bewirken.
2. Kristallitgröße: Eine höhere Substrattemperatur kann zu einer Verringerung der Größe der Kristallite in der Dünnschicht führen. Dies ist auf die verstärkte Diffusion und das Wachstum des Kristallgitters bei höheren Temperaturen zurückzuführen.
3. Stöchiometrisches Verhältnis: Die Substrattemperatur wirkt sich auch auf das stöchiometrische Verhältnis der Dünnschicht aus. Eine Erhöhung der Temperatur kann zu einer ausgewogeneren Zusammensetzung des Films führen und seine Gesamtqualität verbessern.
4. Oberflächenmorphologie: Die Oberflächenmorphologie der Dünnschicht kann durch die Substrattemperatur beeinflusst werden. Höhere Temperaturen können die Oberflächenreaktionen fördern und zu einer glatteren und gleichmäßigeren Filmoberfläche führen.
5. Bandlückenwert: Die Erhöhung der Substrattemperatur kann sich auch auf den Bandlückenwert der Dünnschicht auswirken. Dies ist auf die Veränderungen der Kristallphase, der Kristallitgröße und des stöchiometrischen Verhältnisses zurückzuführen, die sich auf die elektronischen Eigenschaften des Films auswirken.
6. Defektdichte: Eine Erhöhung der Substrattemperatur kann dazu beitragen, schwebende Bindungen an der Oberfläche des Films zu kompensieren, was zu einer Verringerung der Defektdichte führt. Dies verbessert die Gesamtqualität des Films.
7. Adhäsion, Kristallinität und Spannung: Die Substrattemperatur ist ein wichtiger Parameter, der die Haftung, die Kristallinität und die Spannung der abgeschiedenen Dünnschicht beeinflusst. Durch Optimierung der Temperatur lassen sich die gewünschte Schichtqualität und -eigenschaften erzielen.
8. Abscheidungsrate: Die Geschwindigkeit, mit der das gesputterte Material auf dem Substrat abgeschieden wird, die so genannte Abscheiderate, kann durch die Substrattemperatur beeinflusst werden. Die Optimierung der Abscheidungsrate trägt dazu bei, die gewünschte Schichtdicke und Gleichmäßigkeit zu erreichen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Substrattemperatur eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung der Kristallstruktur, der Oberflächenmorphologie, der Stöchiometrie und der elektronischen Eigenschaften der Dünnschicht spielt. Durch die Steuerung der Substrattemperatur können Forscher und Ingenieure die Schichteigenschaften so anpassen, dass sie den spezifischen Anforderungen der verschiedenen Anwendungen entsprechen.
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