bakalářská práce

Naprašování nitridových vrstev pro bioelektronické aplikace pomocí Kaufmanova iontového zdroje

Text práce 10.88 MB

Autor práce: Ing. Jaromír Jarušek

Ak. rok: 2021/2022

Vedoucí: Ing. Imrich Gablech, Ph.D.

Oponent: Ing. Ondřej Chmela, Ph.D.

Abstrakt:

Tato práce se věnuje nitridovým vrstvám, jejich aplikacím v biomedicíně a depozicí chemickými metodami depozice z plynné fáze a fyzikálními metodami depozici z plynné fáze. Zaměřuje se především na přípravu tenkých vrstev nitridu titanitého reaktivním naprašováním s využitím dvou Kaufmanových zdrojů iontů. Vrstvy byly deponovány na křemíkové wafery a podložní mikroskopická sklíčka. Nadeponované vrstvy nitridu titanitého jsou charakterizovány rentgenovou difrakční analýzou, čtyřbodovou metodou měření vrstvového odporu a měřením křivosti pro zbytkové pnutí.

Klíčová slova:

nitrid titanitý, tenké vrstvy, průhledné vodivé vrstvy, Kaufmanův iontový zdroj, reaktivní naprašování, charakterizace, optická transmise, vrstvový odpor

Termín obhajoby

15.06.2022

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znamkaAznamka

Klasifikace

A

Průběh obhajoby

Student seznámil komisi se svou bakalářskou prací. Prezentoval dosažené výsledky a proběhla diskuze na dané téma BP. Následně student zodpověděl všechny otázky oponenta i členů komise.

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Ústav

Studijní program

Mikroelektronika a technologie (BPC-MET)

Složení komise

doc. Ing. Lukáš Fujcik, Ph.D. (předseda)
prof. Ing. Jan Leuchter, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Petr Křivík, Ph.D. (člen)
Ing. Imrich Gablech, Ph.D. (člen)
Ing. Alexandr Otáhal, Ph.D. (člen)

Posudek vedoucího
Ing. Imrich Gablech, Ph.D.

Předmětem bakalářské práce studenta Jaromíra Jaruška byla oblast depozic nitridových vrstev pomocí Kaufmanova iontového zdroje.
Teoretická část práce popisuje vlastnosti konvenčních nitridových vrstev, které se připravují pomocí CVD a PVD metod. Na tuto část navazují kapitoly popisující CVD a PVD metody pro přípravu nitridových vrstev a jejich následnou charakterizaci. V práci jsou také podrobněji popsány různé zdroje iontů a hlavní pozornost je zaměřena na Kaufmanův iontový zdroj, který byl v této práci využit.
Hlavní část práce byla zaměřena na přípravu TiN vrstev při nízkých teplotách tak, aby je bylo možné v budoucnu použít při výrobě bioelektronických zařízení. Student během této fáze provedl několik experimentů, kde se soustředil na parametry depozice a charakterizaci připravených vrstev. Studentovi se také navíc podařilo připravit tenké TiN vrstvy s výbornou optickou propustností a elektrickou vodivostí. V praktické části nic nechybí a zpracování experimentů je velice přehledné.
Student Jaromír Jarušek byl po celou dobu řešení své práce velmi aktivní a měl konstruktivní návrhy ohledně optimalizace výrobního procesu TiN vrstev, které budou dále využívány na pracovišti CEITEC. Student se v tématu výborně zorientoval a osvojil si správné návyky práce v čistých laboratořích a naučil se ovládat několik zařízení.
Formální zpracování práce je na velmi vysoké úrovni. V práci se v minimálním rozsahu vyskytují obraty nebo výrazy, které nejsou dobře čtivé. Vzhledem k uvedeným skutečnostem práci doporučuji k obhajobě a hodnotím výslednou známkou A - 98 bodů. Výsledný počet bodů navržený vedoucím: 98

Známka navržená vedoucím: A

Tato bakalářská práce se zabývá problematikou depozice tenkých nitridových vrstev a jejich optimalizace pro následné použití v biomedicínských aplikacích. Hlavním cílem práce se zaměřuje na přípravu tenké vrstvy nitridu titanu pomocí Kaufmanova zdroje iontů a optimalizací jejich parametrů tak, aby ji bylo možno využít jako elektrody na flexibilních substrátech.
V teoretické části se student věnuje nitridovým vrstvám, metodami jejich depozice a charakterizace, ale i jednotlivým typům iontových zdrojů, které je možno využít pro depozici tenkých nitridových vrstev. Tuto část práce lze označit za velmi vydařenou a to i díky tomu, že k jejímu zpracování použil dostatek odborné literatury. Kromě pár překlepů v textu (např. na straně 26) nemám práci co vytknout, ani po technické stránce věci. Pro příště bych pouze doporučil věnovat více pozornosti uniformitě velikostí popisků v obrázcích.
V praktické části se student zaměřuje na samotné depozice tenké vrstvy nitridu titanu a optimalizaci jejich parametrů, zejména zjištění depoziční rychlosti, zbytkového pnutí a optických parametrů. Přitom se student zaměřuje zejména na depozice při nízkých teplotách do 100°C, což může být jeden z kritických parametrů případného stresu ve vrstvě, a to zejména při použití flexibilních substrátů. Snad bych jenom vytkl neuvedení všech parametrů depozice (zejména právě teploty) v závěrečné kapitole výroby zavěšených struktur na křemíku, podle kterých by si mohl čtěnář lépe představit vznik pnutí ve vrstvě.
Obsah této práce student splnil v doporučeném rozsahu a i vzhledem k výše zmíněným drobným nedostatkům je práce na velmi dobré úrovni. Hodnotím práci známkou A (93 b.) a doporučuji ji k obhajobě. Otázky k obhajobě:
  1. 1. Popište funkci neutralizátoru v Kaufmanově zdroji iontů
  2. 2. V práci zmiňujete jisté komplikace při leptání nitridové vrstvy, jak suše, tak i mokrou cestou. Existují i jiné metody pro realizaci motivů na substrátu, abyste předešel těmto komplikacím?
  3. 3. Vysvětlete, které parametry nejvíce ovlivňují vznik pnutí (stresu) v tenkých vrstvách obecně. Děkuji.
Výsledný počet bodů navržený oponentem: 93

Známka navržená oponentem: A

Soubor vložený oponentem Velikost
Posudek oponenta [.pdf] 93,07 kB

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová