Verfügbarkeit: Selektive und eingeschlossene Laserablation von TCO- und dünnen Si-Schichten mit kurzen (ns) und ultrakurzen Pulsen (ps, fs)

Selektive und eingeschlossene Laserablation von TCO- und dünnen Si-Schichten mit kurzen (ns) und ultrakurzen Pulsen (ps, fs):

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Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser:	Krause, Stephan 1986- (VerfasserIn)
Format:	Abschlussarbeit Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	Halle-Wittenberg 2018
Schlagworte:	Mikromechanik Laserablation Hochschulschrift
Online-Zugang:	Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	Die vorliegende Dissertation wird im Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS als wissenschaftlicher Bericht mit folgender Berichtsnummer geführt: 439/2018
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adam_text	INHALTSVERZEICHNIS 1 EINLEITUNG J 2 GRUNDLAGEN 5 2.1 GAUSSFOERMIGE LASERPULSE - ENERGIE, FLUENZ UND INTENSITAET ............................................ 5 2.2 WECHSELWIRKUNG VON MATERIE MIT GEPULSTER LASERSTRAHLUNG ......................................... 6 2.2.1 OPTISCHE ABSORPTION VON LASERSTRAHLUNG ............................................................ 7 2.2.2 THERMALISIERUNG IM ELEKTRONEN- UND PHONONENSYSTEM ................................... 8 2.2.3 LASERINDUZIERTER MECHANISCHER MATERIALABTRAG ............................................... 12 2.2.4 LASERSTRUKTURIERUNG IN DER DUENNSCHICHT-PV - TECHNISCHE UMSETZUNG ... 14 2.3 MATERIALEIGENSCHAFTEN DER TCO-UND DUENNEN SI-SCHICHTEN ......................................... 15 2.3.1 STRUKTUREIGENSCHAFTENDERTCO-SCHICHTEN ........................................................ 15 2.3.2 DOTIERUNG DER TCO-SCHICHTEN .............................................................................. 16 2.3.3 STRUKTUREIGENSCHAFTEN DER SI-SCHICHTEN ........................................................... 18 2.4 MATERIALANALYTIK MITTELS RAMAN-SPEKTROSKOPIE ............................................................... 19 2.4.1 GRUNDLAGEN DER RAMAN-STREUUNG ........................................................................ 19 2.4.2 RAMAN-SPEKTREN DUENNER SI-SCHICHTEN ............................................................... 20 2.4.3 RAMAN-SPEKTREN DOTIERTER ZNO-SCHICHTEN ........................................................ 21 2.4.4 RAMAN-INFORMATIONSTIEFE ........................................................................................ 24 3 EXPERIMENTELLES 25 3.1 PROBENSYSTEME ....................................................................................................................... 25 3.1.1 FRONTKONTAKTSCHICHTEN ........................................................................................... 25 3.1.2 ABSORBER- UND RUECKKONTAKTSCHICHTEN .................................................................. 28 3.2 LASERSYSTEME .......................................................................................................................... 31 3.2.1 AUFBAU UND DURCHFUEHRUNG ..................................................................................... 32 3.2.2 STRAHLUEBERWACHUNG ................................................................................................. 32 3.3 BESTIMMUNG DER SCHWELLFLUENZEN .................................................................................... 34 3.4 CHARAKTERISIERUNGSMETHODEN .............................................................................................. 34 3.4.1 TRANSMISSION, REFLEXION, STREUUNG ..................................................................... 35 3.4.2 PROFILOMETRIE UND LASERSCANNING-MIKROSKOPIE ............................................... 35 3.4.3 ELEKTRONENMIKROSKOPIE UND ELEMENTANALYTIK .................................................. 35 3.4.4 RAMAN-SPEKTROSKOPIE ........................................................................................... 36 3.4.5 FLUGZEIT-SEKUNDAERIONENMASSENSPEKTROMETRIE (TOF-SIMS) ......................... 36 4 LASERABLATION TRANSPARENT-LEITFAEHIGER OXIDSCHICHTEN (TCO) VON GLASSUBSTRATEN 37 4.1 VERGLEICH DER BESTRAHLUNGSRICHTUNG - DIREKTE VS. EINGESCHLOSSENE TCO-ABLATION . 37 4.1.1 SCHICHTSEITENBESTRAHLUNG - DIREKTE TCO-ABLATION ............................................ 39 IV INHALTSVERZEICHNIS 4.1.2 SUBSTRATSEITENBESTRAHLUNG - EINGESCHLOSSENE TCO-ABLATION ...................... 39 4.1.3 EINFLUSS DES PULSUEBERLAPPS ........................................................................... 42 4.2 VARIATION DER LASERPARAMETER UND TCO-MATERIALIEN ............................................... 43 4.2.1 EINFLUSS DER PULSDAUER ................................................................................ 43 4.2.2 EINFLUSS DER WELLENLAENGE BEI DER FS-ABLATION ............................................ 46 4.3 MIKROSTRUKTURELLE EDX-UNTERSUCHUNG DER TCO-ABLATION ....................................... 47 4.4 ZUVERLAESSIGKEITS- UND FUNKTIONALITAETSUNTERSUCHUNGEN ............................................ 48 4.4.1 EINFLUSS DES ABTRAGSPROZESSES AUF DIE SUBSTRATFESTIGKEIT ............................ 48 4.4.2 QUERLEITFAEHIGKEIT DER TCO-STRUKTURIERUNGEN ............................................ 50 4.5 ZUSAMMENFASSUNG DER LASERABLATION AN DEN TCO-EINZELSCHICHTSYSTEMEN ........... 51 5 LASERABLATION DUENNER SILIZIUMSCHICHTEN VON TCO-GLASSUBSTRATEN 53 5.1 ABLATIONSSCHWELLEN UND SCHAEDIGUNGSFREIE PROZESSFENSTER ....................................... 53 5.1.1 EINFLUSS DER WELLENLAENGE .............................................................................. 55 5.1.2 EINFLUSS DES FOKALRADIUS .............................................................................. 58 5.1.3 EINFLUSS DER PULSDAUER ................................................................................. 60 5.1.4 EINFLUSS DER SCHICHTDICKE ........................................................................... 61 5.1.5 ZUSAMMENFASSUNG DER LASERPARAMETER-UND SCHICHTUNTERSUCHUNG ........... 63 5.2 MIKROSTRUKTURANALYSE DER LASERABLATIERTEN SCHICHTSYSTEME MITTELS \|I-RAMAN .... 65 5.2.1 LASERSTRUKTURIERTE ABLATIONSGRAEBEN ............................................................. 65 5.2.2 ZUSAMMENFASSUNG DER RAMAN-MIKROANALYSE ............................................ 70 5.3 SELEKTIVITAETS- UND SCHADENSANALYSE AN DEN LASERABLATIERTEN TCO/SI-SCHICHTEN ... 72 5.3.1 PROBENVORBEREITUNG UND ZIELPRAEPARATION .................................................... 72 5.3.2 MORPHOLOGIE UND OBERFLAECHENSTRUKTUR DER SI-ABLATIONSSCHEIBEN .............. 75 5.3.3 MIKROSTRUKTURANALYSE DES ABLATIERTEN MATERIALS UND DES DURCHSTRAHLTEN DUENN SCHICHTSTAPELS MITTLES TEM ........................................................................ 77 5.3.4 ELEMENTANALYTIK ........................................................................................... 82 5.3.5 MIKROANALYSE IM INTERAKTIONSBEREICH NACH NS-PULSBESTRAHLUNG ................. 84 5.3.6 KRISTALLINITAET UND LASERINDUZIERTE PHASENAENDERUNG .................................... 86 5.3.7 ZUSAMMENFASSUNG DER MIKROSTRUKTURELLEN SELEKTIVITAETSANALYSE ................. 89 6 DISKUSSION 91 6.1 VON DER LASERANREGUNG ZUM ABLATIONSFRAGMENT .................................................... 91 6.1.1 ZEITABFOLGE DER PROZESSRELEVANTEN WECHSELWIRKUNGSMECHANISMEN ........... 91 6.1.2 FLUENZAUFTEILUNG BEZUEGLICH DER STADIEN IM ABLATIONSPROZESS ................... 97 6.2 EINFLUSS DER LASERPARAMETER AUF DEN ABTRAGSPROZESS ............................................... 99 6.2.1 ABLATIONSPROZESS AN DEN TCO-EINZELSCHICHTSYSTEMEN .............................. 99 6.2.2 ABLATIONSPROZESS AN DEN SI-MULTISCHICHTSYSTEMEN .................................... 102 6.2.3 LASERMODIFIZIERUNGSNACHWEIS DURCH AENDERUNG DER RAMAN-STREUUNG ... 107 6.2.4 PULSDAUERABHAENGIGE ABLATIONSEFIIZIENZ .................................................... 110 6.2.5 GRENZEN DER SELEKTIVEN BEARBEITUNG BEI DER EINGESCHLOSSENEN LASERABLATION 113 6.3 KATEGORISIERUNG UND BEWERTUNG SELEKTIVER ABTRAG AM TCO/SI-SCHICHTSYSTEM . . 115 7 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 117 A ANHANG 120 A.L LASERINDUZIERTE RAEUMLICH-ZEITLICHE TEMPERATURVERTEILUNG IM MULTISCHICHTSYSTEM . 120 INHALTSVERZEICHNIS V A.1.1 NANOSEKUNDEN-LASERPULSE .......................................................................... 120 A.1.2 PIKO- UND FEMTOSEKUNDEN-LASERPULSE ....................................................... 123 A.2 ABSCHAETZUNG DER PULSDAUERABHAENGIGEN ABLATIONSEFFIZIENZ .................................... 125 A.3 TOF-SIMS TIEFENPROFILMESSUNG AM MULTISCHICHTSYSTEM ....................................... 126 LITERATURVERZEICHNIS 129 PUBLIKATIONSLISTE 143 EIDESSTATTLICHE-ERKLAERUNG 144 LEBENSLAUF 145 DANKSAGUNG 147
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