Effect of Deposition Time on the Structural Properties of RF-Sputtered Aluminum Thin Films
DOI:
https://doi.org/10.29105/qh14.03-498Palabras clave:
películas delgadas, aluminio, pulverización catódica, magnetrón, tasa de depósitoResumen
Películas delgadas de aluminio (Al) fueron formadas sobre sustratos de vidrio BK7 mediante pulverización catódica por radiofrecuencia, variando los tiempos de depósito entre 5 y 20 minutos. Se investigó la influencia de la duración del crecimiento en las propiedades estructurales mediante difracción de rayos X (XRD), revelando que los depósitos más prolongados favorecen el crecimiento de grano y reducen la microdeformación, en concordancia con un mejor orden estructural. El espesor de las películas aumentó linealmente con el tiempo de depósito, obteniéndose una tasa de depósito promedio de 48.1 nm/min. Los tamaños de cristalita estimados por el análisis de Williamson-Hall resultaron superiores a los calculados con la ecuación de Scherrer, lo que resalta la contribución de la deformación al ensanchamiento de los picos. Estos resultados demuestran el ajuste controlado del tiempo de depósito en sputtering permiten una afinación precisa de las características microestructurales de las películas delgadas de Al, lo cual es relevante para optimizar su desempeño en aplicaciones tecnológicas.
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- [1]. F.M. Mwema, O.P. Oladimeji, S.A. Akinlabi, E.T. Akinlabi, “Properties of physically deposited thin aluminium film coatings: A review”, Journal of Alloys and Compounds 747 (2018) 306-323. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2018.03.006 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2018.03.006
- [2]. Gudmundsson, J. T., & Lundin, D. (2020). Introduction to magnetron sputtering. In High power impulse magnetron sputtering, Fundamentals, Technologies, Challenges and Applications (pp. 1-48). https://doi.org/10.1016/B978-0-12-812454-3.00006-1 DOI: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-812454-3.00006-1
- [3]. Li, J., Ren, GK., Chen, J. et al., “Facilitating Complex Thin Film Deposition by Using Magnetron Sputtering: A Review”, JOM 74, 3069–3081 (2022). https://doi.org/10.1007/s11837-022-05294-0 DOI: https://doi.org/10.1007/s11837-022-05294-0
- [4]. A. Baptista, et. al., “Sputtering Physical Vapour Deposition (PVD) Coatings: A Critical Review on Process Improvement and Market Trend Demands”, Coatings 2018, 8, 402. https://doi.org/10.3390/coatings8110402
- [5]. Y. Zhang, et. al., Fabrication of 4.9% efficient Cu2ZnSnS4 solar cell using electron-beam evaporated CdS buffer layer, Thin Solid Films, Volume 685, 2019. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2019.06.017 DOI: https://doi.org/10.1016/j.tsf.2019.06.017
- [6]. Mendil, D., Challali, F., Touam, T., Chelouche, A., Souici, A. H., Ouhenia, S., & Djouadi, D. (2019). Influence of growth time and substrate type on the microstructure and luminescence properties of ZnO thin films deposited by RF sputtering. Journal of Luminescence, 215, 116631. https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2019.116631 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2019.116631
- [7]. A. Baptista, et. al., “Sputtering Physical Vapour Deposition (PVD) Coatings: A Critical Review on Process Improvement and Market Trend Demands”, Coatings 2018, 8, 402. https://doi.org/10.3390/coatings8110402 DOI: https://doi.org/10.3390/coatings8110402
- [8]. J. Cheng, et al., “Research on magnetron sputtering thin films as electrode materials for supercapacitors”, Chemical Engineering Journal, Volume 509, 2025. https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.161242 DOI: https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.161242
- [9]. R. Jiang, Y. Da, Z. Chen, X. Cui, X. Han, H. Ke, Y. Liu, Y. Chen, Y. Deng, W. Hu, Progress and Perspective of Metallic Glasses for Energy Conversion and Storage. Adv. Energy Mater. 2022, 12, 2101092. https://doi.org/10.1002/aenm.202101092 DOI: https://doi.org/10.1002/aenm.202101092
- [10]. F.M. Mwema, E.T. Akinlabi and O.P. Oladijo, Fractal analysis of hillocks: A case of RF sputtered aluminum thin films, Applied Surface Science.
https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2019.05.340 DOI: https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2019.05.340
- [11]. B. Wu, et. al., “Tailoring of titanium thin film properties in high power pulsed magnetron sputtering”, Vacuum 150 (2018) 144-15. https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2018.01.014 DOI: https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2018.01.039
- [12]. A. Iqbal, F. Mohd-Yasin, “Reactive Sputtering of Aluminum Nitride (002) Thin Films for Piezoelectric Applications: A Review”, Sensors 2018, 18, 1797. https://doi.org/10.3390/s18061797 DOI: https://doi.org/10.3390/s18061797
- [13]. Dulmaa, A., Cougnon, F. G., Dedoncker, R., & Depla, D. (2021). On the grain size-thickness correlation for thin films. Acta Materialia, 212, 116896. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2021.116896 DOI: https://doi.org/10.1016/j.actamat.2021.116896
- [14]. Devi, K.; Rani, U.; Kumar, A.; Gupta, D.; Aggarwal, S. Tailoring of physical properties of RF-sputtered ZnTe films: role of substrate temperature. Beilstein J. Nanotechnol. 2025, 16, 333–348. doi:10.3762/bjnano.16.25 DOI: https://doi.org/10.3762/bjnano.16.25
- [15]. Akl, A. S., & Elhadi, M. (2020). Estimation of crystallite size, lattice parameter, internal strain and crystal impurification of nanocrystalline Al3Ni20Bx alloy by Williamson-Hall method. J. Ovonic Res. https://chalcogen.ro/323_AklAA.pdf DOI: https://doi.org/10.15251/JOR.2020.165.323
- [16]. Shishir, M. K. H., Islam, M. M., Islam, M. T., Rahaman, M. A., Mustak, M. H., Mostafa, M. G., & Alam, M. A. (2025). Crystallographic Benchmarking of Powder X-ray Line Diffraction Pattern Profiling of Monoclinic Sucrose Nanocrystal. Results in Surfaces and Interfaces, 100595. https://doi.org/10.1016/j.rsurfi.2025.100595 DOI: https://doi.org/10.1016/j.rsurfi.2025.100595
- [17]. Gubicza, J. (2022). Reliability and interpretation of the microstructural parameters determined by X-ray line profile analysis for nanostructured materials. The European Physical Journal Special Topics, 231(24), 4153-4165. https://doi.org/10.1140/epjs/s11734-022-00572-z DOI: https://doi.org/10.1140/epjs/s11734-022-00572-z
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