Introduction
 P. Chelvanathan1, Y. Yusoff2, M. I. Hossain1,  M. Akhtaruzzaman1, M. M. Alam3,  Z. A. AlOthman3, K. Sopian1, N. Amin1,2,3
1Solar Energy Research Institute, The National University of Malaysia, 43600 Bangi, Selangor, Malaysia
2Department of Electrical, Electronic and System Engineering, Faculty of Engineering and Built Environment, The National University ofMalaysia, 43600 Bangi, Selangor, Malaysia
3Advanced Materials Research Chair, Chemistry Department, College of Sciences, King Saud University, Riyadh 11451, Saudi Arabia
* E-Mail: nowshad@eng.ukm.my
Structural and Optical Property Evolution of RF-SputteredZnS Thin Film
In this study the structural and optical properties evolution of ZnS thin films have been investigated. ZnS thin films were fabricated by RFsputtering method with RF power and operating pressure varied from 50 – 110 and – 17 mTorr respectively.  The deposited ZnS films thenwere characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM), X-Ray Diffractometer (XRD), Atomic Force Microscopy (AFM) and Hallmeasurement equipment to elucidate the structural and optical.
It can be clearly observed that for higher operating pressure of 17 mTorr and 13 mTorr which correspond to sample B-ZnS and D1, the natureof the crystal structures are amorphous as the XRD readings did not indicate any clear distinct peak(s). However, as the working pressure isdecreased below 10 mTorr as for sample D2 and D3, distinct peak is observed which is centred at 28. 64 º which correspond to cubic phasecrystals with (111) plane The cubic phase of (111) plane has an increasing peak centred at 28.5º as the RF in increased from 70 to 110 W. Atthe same time, cubic phase of (220) plane is formed for film deposited at 110 W, but the relatively insignificant when compared to the (111)plane which is the dominant.
Major Findings and Discussions
Conclusion : Optimum Deposition Parameter of ZnS
Experimental & Characterization Procedures
Surface morphology probed by Scanning Electron Microscope
Surface morphology probed by Scanning Electron Microscope
XRD patterns with various annealing temperature
XRD patterns with various annealing temperature
Substrate Cleaning
 Process
 Methanol, acetone,methanol, DI watersonification for 15minutes in eachsolvent
Substrate Cleaning
 Process
 Methanol, acetone,methanol, DI watersonification for 15minutes in eachsolvent
RF-Sputtered  ZnS Film
 Base pressure = 10-4 Torr
 Argon Flow = 7-17 SCCM
 DC Power = 50-110 W
 Sub. Rotation = 10 RPM
 Sub. Temperature = RT
 Deposition Time = 80 min.
 Mo Thickness = 500 nm
RF-Sputtered  ZnS Film
 Base pressure = 10-4 Torr
 Argon Flow = 7-17 SCCM
 DC Power = 50-110 W
 Sub. Rotation = 10 RPM
 Sub. Temperature = RT
 Deposition Time = 80 min.
 Mo Thickness = 500 nm
CharacterizationMethods
 XRD
FESEM
UV-ViS
 AFM
CharacterizationMethods
 XRD
FESEM
UV-ViS
 AFM
Band gap (a) Operating time variation (b) RF power variation
Band gap (a) Operating time variation (b) RF power variation
RMS Surface Roughness (a) Operating time variation (b) RF powervariation
RMS Surface Roughness (a) Operating time variation (b) RF powervariation
(a)
(b)
(a)
(b)
C:\Users\Sarojah\Desktop\New Picture_14.png
C:\Users\Sarojah\Desktop\New Picture (28).png
Sample
Parameter
Parameter Value(s)
B-ZnS
Baseline
17mTorr
 50 W
D1
OperatingPressure
13 mTorr
D2
9 mTorr
D3
7 mTorr
E1
RF Power
70 W
E2
90 W
E3
110 W
C:\Users\Sarojah\Desktop\New Picture (5).bmp
C:\Users\Sarojah\Desktop\New Picture (30).png
C:\Users\Sarojah\Desktop\B-ZnS-00.tif
B-ZnS
C:\Users\Sarojah\Desktop\D2-00.tif
D2
C:\Users\Sarojah\Desktop\E3-00.tif
E3
C:\Users\Sarojah\Desktop\New Picture (32).png
C:\Users\Sarojah\Desktop\New Picture (6).bmp
Parameters
Value
Operating pressure
7 mTorr
RF  power
110 W
Substrate temperature
200 ºC
ENGE 2014, 16th to 19th Nov 2014, Jeju, Korea