Kimyasal buhar biriktirme yöntemiyle SnO2 ince filmlerin üretilmesi

Abstract

Bu tez çalışmasında Li-iyon pillerde kullanılabilecek alternatif negatif elektrotlardan SnO2 nin kimyasal buhar biriktirme (CVD) yöntemiyle Si wafer üzerine kaplanması incelenmiştir. Altlık malzemesi olarak seçilen Si wafer önce 5 dk. süre ile asetonda bekletilmiş ve daha sonra metanol ile temizlenmiştir. Temizlenen Si wafer fırın içerisine yerleştirilerek sıcaklık ayarı yapılmıştır. Si wafer üzerine SnO2 ince film kaplaması CVD yöntemiyle 400, 450, 500 ve 550oC sıcaklık ve 150, 450 ve 750 cm3/dk. O2 akış hızlarında gerçekleştirilmiştir. 10g. SnCl2.2H2O tuzu 250oC sıcaklıkta eritilerek 400-550oC sıcaklıklardaki fırın içerisine O2 gazı yardımıyla değişik akış hızlarında sürüklenmiştir. SnO2 ince film kaplamaları 15, 30 ve 45 dakikalık sürelerde yapılmıştır. Sıcaklık ve kaplama süresi arttığında SnO2 ince filmlerin kalınlığı ve tane boyutlarının arttığı gözlenmiştir. Kaplama kalınlığının artmasıyla filmlerin iletkenliğinin arttığı ve özdirençlerinin azaldığı belirlenmiştir. En kararlı SnO2 ince filmleri 450oC sıcaklık 30 dakika kaplama süresi ve 450 cm3/dk O2 akış hızında elde edilmiştir. Si wafer üzerine yapılan SnO2 ince film kaplamaları SEM, AFM, XRD ve dört nokta iletkenlik cihazları ile karakterize edilmiştir.

In this study, SnO2 coatings on Si wafer, coated by Chemical Vapor Deposition ( CVD) method, as an alternative negative electrodes for li-ion batteries were investigated. Si wafers which is selected as a substrate material were immersed in acetone for 5 min. and than cleaned with methanol. Cleaned Si wafers were put in the oven and the temperature was set. SnO2 thin films which coating on Si wafer were fulfilled 400, 450, 500, 550oC temperature and 150, 450, 750 sccm O2 flow rates by CVD. After SnCl2.2H2O (10 g.) salt was melted of 250oC temperature, was dragged at 400-550oC temperature in the oven different flow rates by the help of O2. SnO2 thin films coating were carried out as 15, 30 and 45 minutes. When the temperature and deposition time were increased, thickness and the grains size of SnO2 thin films were increased. Conductivity of thin films were increased by the time deposition thickness was increased. Contrary to this, resistivity was decreased. Stable SnO2 thin films acquired at the 450oC, for 30 minutes deposition time and 450 sccm oxygen flow rates. SnO2 thin films which coating on Si wafer were investigated by XRD, SEM AFM and Four probe conductivity equipments.