АНАЛИЗ ПАРАМЕТРОВ КАЧЕСТВА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СИНТЕЗА ПРОЗРАЧНЫХ ПРОВОДЯЩИХ ОКСИДОВ 

Зинченко Тимур Олегович, аспирант, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: scar0243@gmail.com
Печерская Екатерина Анатольевна, доктор технических наук, доцент, заведующий кафедрой информационно-измерительной техники и метрологии, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: pea1@list.ru
Печерский Анатолий Вадимович, доктор технических наук, профессор, кафедра информационного обеспечения управления и производства, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: ura258@yandex.ru
Гурин Сергей Александрович, кандидат технических наук, начальник отдела, ЗАО «Медтехника» (Россия, г. Пенза, ул. Средняя, 9), E-mail: teslananoel@rambler.ru
Сибринин Борис Петрович, старший преподаватель, кафедра информационно-измерительной техники и метрологии, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: sibrinin@rambler.ru
Антипенко Владимир Викторович, аспирант, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: v.antipenko7@yandex.ru 

684.4.05 

DOI

10.21685/2307-5538-2020-2-12 

Актуальность и цели. Прозрачные проводящие оксиды (ППО) являются перспективными материалами элементов функциональной электроники, используются при создании «умных» стекол, в солнечных элементах. Это подтверждает актуальность разработки технологии синтеза прозрачных проводящих покрытий с заданными свойствами. Данная работа нацелена на обеспечение надлежащих показателей качества синтезируемых покрытий на основе применения инструментов контроля качества.
Материалы и методы. Проанализировано влияние технологических режимов метода спрей-пиролиза (температуры подложки, давления в распылителе, расстояния между распылителем и подложкой, объема раствора, геометрического расположения; формы и размера подложки; скорость распыления) на параметры прозрачных проводящих оксидов, сгруппированные по трем основным группам: оптические, морфологические, электрофизические.
Результаты. В результате анализа применимости семи известных инструментов контроля качества к технологическому процессу синтеза оксидных покрытий с заданными свойствами разработаны диаграммы Исикавы, диаграмма Парето, контрольные карты, способствующие решению задачи получения прозрачных проводящих тонких пленок с заданными свойствами.
Выводы. На основе применения инструментов контроля качества систематизированы причины, влияющие на показатели качества прозрачных проводящих покрытий. Разработанные причинно-следственные диаграммы Исикавы позволили заключить, что основными показателями, влияющими на качество ППО, являются выбор прекурсора и примеси для раствора, подготовка раствора и подложки, выбор метода получения и конструкция распылителя и реакционной камеры. Посредством разработки кумулятивной кривой Парето установлено, что наиболее часто встречающимся дефектом является недопустимо высокое поверхностное сопротивление покрытий, и следовательно, с целью повышения качества покрытий первоочередными должны быть корректирующие меры в процессе синтеза, направленные на снижение сопротивления. В совокупности рассмотренные инструменты контроля качества внедрены при разработке технологического процесса синтеза прозрачных проводящих оксидов методом спрей-пиролиза. 

Ключевые слова

диаграмма Парето, диаграмма Исикавы, контрольная карта, прозрачные проводящие оксиды, тонкие пленки, параметры качества, спрей – пиролиз 

 Скачать статью в формате PDF

1. Власов, А. И. Управление и контроль качества изделий электронной техники. Семь основных инструментов системного анализа при управлении качеством изделий электронной техники / А. И. Власов, В. В. Маркелов, Д. Е. Зотьева // Датчики и системы. – 2014. – № 8. – С. 55–66.
2. Голубков, П. Е. Применение инструментов контроля качества для анализа процесса микродугового оксидирования / П. Е. Голубков, Е. А. Печерская, А. В. Мартынов // Радиоэлектроника. Проблемы и перспективы развития : тез. докл. третьей Всерос. молодежной науч. конф. – Тамбов, 2018. – С. 111–113.
3. Ребрин, Ю. И. Управление качеством : учеб. пособие / Ю. И. Ребрин. – Таганрог : Изд-во ТРТУ, 2004. – C. 174.
4. Петрова, Е. И. Современные методы управления качеством / Е. И. Петрова // Научный альманах. – 2015. – № 8. – С. 864–868.
5. Зинченко, Т. О. Анализ методов получения прозрачных проводящих покрытий / Т. О. Зинченко, Е. А. Печерская // Информационные технологии в науке и образовании. Проблемы и перспективы : сб. науч. ст. Всерос. межвуз. науч.-практ. конф. (г. Пенза, 14 марта 2018 г.) / под ред. Л. Р. Фионовой. – Пенза : Изд-во ПГУ, 2018. – C. 258–260.
6. Nikolaev, K. O. Influence of technological parameters on the energy efficiency of oxide solar cells / K. O. Nikolaev, E. A. Pecherskaya, A. A. Shamin // International Conference of Young Specialists on Micro/ Nanotechnologies and Electron Devices, EDM EDM 2018 : proceedings. – Novosibirsk, 2018. – P. 19–21.
7. Прозрачные проводящие оксиды и их применение в умных стеклах / Т. О. Зинченко, Е. А. Печерская, А. М. Паличев, Б. П. Сибринин, А. М. Бибарсова // Методы, средства и технологии получения и обработки измерительной информации («Шляндинские чтения – 2019») : материалы XI Междунар. науч.-техн. конф. с элементами научной школы и конкурсом научно-исследовательских работ для студентов, аспирантов и молодых ученых / под ред. Е. А. Печерской. – Пенза, 2019. – С. 315–318.
8. Синтез и свойства нанокристаллических пленок диоксида олова, полученных методом пиролиза аэрозолей / Р. М. Печерская, Е. А. Печерская, А. М. Метальников, В. И. Кондрашин, В. А. Соловьев // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Физико-математические науки. – 2012. – № 4 (24). – С. 237–241.
9. Кондрашин, В. И. Исследование влияния концентрации примеси на поверхностное сопротивление в ППП (полученных методом спрей-пиролиза) на основе диоксида олова / В. И. Кондрашин, Е. А. Печерская // Актуальные проблемы физической и функциональной электроники : материалы 19-й Всерос. молодежной научной школы-семинара. – Ульяновск, 2016. – С. 175–176.
10. Electrical properties of transparent conductive ATO coatings obtained by spray pyrolysis / T. O. Zinchenko, V. I. Kondrashin, E. A. Pecherskaya, A. S. Kozlyakov, K. O. Nikolaev, J. V. Shepeleva // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2017. – Vol. 225 (1). – P. 012255.
11. Ваньян, П. Л. Правило Парето и самоподобие в АВС-анализе / П. Л. Ваньян, А. И. Поташев // Исследовано в России. – 2005. – С. 1986–1995.
12. Сontrolling the temporal instability of the dielectric parameters of ferroelectrics / E. A. Pecherskaya, V. A. Solov'ev, A. M. Metal'nikov, Y. A. Varenik, I. M. Gladkov, D. V. Ryabov // Semiconductors. – 2013. – Т. 47, № 13. – С. 1720–1722.
13. Контроль временной нестабильности диэлектрических параметров сегнетоэлектриков / Е. А. Печерская, В. А. Соловьев, А. М. Метальников, Ю. А. Вареник, И. М. Гладков, Д. В. Рябов // Известия высших учебных заведений. Электроника. – 2013. – № 2 (100). – С. 84–88.
14. Гродзенский, С. Я. Об эффективности применения семи простых инструментов качества / С. Я. Гродзенский, Я. С. Гродзенский // Методы менеджмента качества. – 2012. – № 2. – С. 46–49.