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Aluminiumoxid hat das Potential herkömmliche Oberflächenpassivierungen als besserer Passivator von Silizium basierten Solarzellen abzulösen. Seit 2004 werden Al2O3-Dünnschichten als Passivierung für kristallines Silizium erforscht. Optimierte Sputterprozesse anderer Forschungsgruppen erreichen eine Oberflächenrekombinations-geschwindigkeit von SORG = 2
In der „High-k Metal Gate“ Technologie ist Titannitrid aktuell eines der wichtigsten Elektrodenmaterialien. Am NaMLab wird es u.a. auch in ferroelektrischen Kondensatoren eingesetzt. Um Prozess- und Wartungszeit zu reduzieren, ist das Ziel dieser Arbeit einen DC-Magnetron-Sputter-Prozesses in einer Hochvakuum-Anlage als Alternative zum vorhandenen Prozess in einer Ultrahochvakuumanlage zu etablieren. Letztere dient dabei als Referenz zur Beurteilung der Schichtqualität. Anfangs werden Prozessdruck und das Flussverhältnis von Stickstoff zu Argon bei Raumtemperatur optimiert. Aus der Anlagen-Geometrie ergeben sich Plasmainstabilitäten bereits bei deutlich höheren
Drücken als in der UHV-Anlage. Dies limitiert den verfügbaren Parameterraum, sodass auch bei 350°C nur 2/3 der Leitfähigkeit der Referenzschichten erreicht werden. Es wird gezeigt, dass mittels RF-Plasma am Substrat sowohl die Dichte als auch Leitfähigkeit deutlich erhöht werden können. Bei Raumtemperatur sind die Schichten aus der HV-Anlage leitfähiger als die aus der UHV-Anlage. Mit steigender Substrattemperatur gleichen sich die Werte an. Als abschließender Test werden ferroelektrische Kondensatoren mit TiN-Elektroden aus beiden Anlagen untersucht. Vergleichbare Ergebnisse in Kapazitäts- und Polarisationsmessung sowie geringerer Leckstrom bestätigen die Eignung des neuen Prozesses mit RF-Plasma.