In-situ Laserlichtstreuung

Einsatz in der Prozesskontrolle

Die Methode der Laserlichtstreuung wurde in der Abteilung Technologie zur Prozesskontrolle der Sulfurisierung von Cu/In Metallschichten entwickelt. Bei dieser Methode wird ausgenutzt, dass sich das optische Verhalten (Reflexion und Streuung) der Schichten während der Herstellung ändert. Die Änderung kann durch opto-elektronische Eigenschaftsänderungen, wie z.B. Brechungsindex, Absorptionsvermögen, oder durch Morphologieänderungen hervorgerufen werden. Mittlerweile wird die Methode erfolgreich für die Herstellung von Cu(In,Ga)Se2 im Koverdampfungsprozess als auch für die Beobachtung der Sulfurisierung von Cu/In Metallschichten genutzt.

Beobachtung der simultanen Cu(In,Ga)Se₂ Herstellung: Die Oberfläche der Probe wird während der Schicht-Abscheidung mit Laserlicht einer AlGaInP-Laserdiode beleuchtet. Das diffus gestreute Laserlicht wird mit einem Detektor gemessen (siehe Abbildung). Der zeitliche Verlauf der Intensität des Streulichts wird mit Hilfe eines PC aufgezeichnet.
Die Herstellung der Cu(In,Ga)Se₂ Dünnschicht erfolgt durch Verfampfen der Materialien Cu, In, Ga und Se in einer Selenatmosphäre. Das Substrat wird während des Prozess geheizt.

Die Schichtabscheidung verläuft in 3 Stufen (three stage process):

• Abscheidung von In+Ga+Se
• Abscheidung von Cu+Se
• Abscheidung von In+Ga+Se

Jede dieser Phasen zeichnet sich durch einen charakteristische Phasenzusammensetzung und Schichtmorphologie aus. Die Veränderungen dieser Eigenschaften spiegeln sich im zeitlichen Verlauf der Intensität des Laserlichts wider. Diese charakteristischen Punkte werden zur gezielten Steuerung der Schichtabscheidung genutzt.