gvhd: ts. lê trấn hvth: nguyễn thanh tú

GVHD: TS. Lê Trấn

HVTH: Nguyễn Thanh Tú

Nghiên cứu chế tạo màng ITO bằng phương pháp phún xạ

Magnetron

Địa chỉ bạn đã tải:http://mientayvn.com/Cao%20hoc%20quang%20dien%20tu/Semina%20tren%20lop/seminar.html

Địa chỉ bạn đã tải:http://mientayvn.com/Cao%20hoc%20quang%20dien%20tu/Semina%20tren%20lop/seminar.html

Nơi bạn có thể thảo luận:http://myyagy.com/mientay/Nơi bạn có thể thảo luận:http://myyagy.com/mientay/

Dịch tài liệu trực tuyến miễn phí:http://mientayvn.com/dich_tieng_anh_chuyen_nghanh.htmlDịch tài liệu trực tuyến miễn phí:http://mientayvn.com/dich_tieng_anh_chuyen_nghanh.html

Dự án dịch học liệu mở:http://mientayvn.com/OCW/MIT/Co.htmlDự án dịch học liệu mở:http://mientayvn.com/OCW/MIT/Co.html

Liên hệ với người quản lí trang web:Yahoo: [email protected]: [email protected]

Liên hệ với người quản lí trang web:Yahoo: [email protected]: [email protected]

Nội dungNội dung

Các bước tạo màng

Các phương pháp xác định tính chất của màng

Màng ITO

Phương pháp phún xạ magnetron 11

22

33

Tổng quan

Thực nghiệm

Kết quả

Khoảng cách bia đế

Công suất phún xạ

Nhiệt độ đế

Độ dày màng

Khí oxi

Xử lý nhiệt sau khi phủ

ITO: hỗn hợp của Indium oxide (In2O3 ) và Tin Oxide (SnO2),

Cơ chế dẫn điện: các electron dẫn sinh ra do có sự pha tạp donor hoặc do sự thiếu oxi trong cấu trúc màng

Có độ truyền qua cao ở vùng khả kiến và điện trở suất thấp

Dùng làm điện cực trong suốt trong các loại màn hình, pin mặt trời màng mỏng, OLED…

Màng ITO

Ưu điểm của phương pháp phún xạ Magnetron

Nhiệt độ đế thấp, có thể xuống đến nhiệt độ phòng

Độ bám dính tốt của màng trên đế

Vận tốc phủ cao, có thể đạt 12 µm/phút

Dễ dàng điều khiển

Các hợp kim và hợp chất của các vật liệu với áp suất hơi rất khác nhau có thể dễ dàng phún xạ

Phương pháp có chi phí không cao

Có khả năng phủ màng trên diện tích rộng

Phún xạ Magetron

Một số đặc điểm của quá trình tạo màng

Hệ tạo màng mỏng Univex 450

Bia gốm ITO với thành phần In2O3 + 10 % SnO2

Khoảng cách bia-đế: 4 - 9 cm

Khí làm việc chính là Ar (độ tinh khiết 99.999 % )

Áp suất nền trước khi tạo màng 4x10-6 torr

Áp suất khí làm việc điển hình khoảng 3 x 10-3 torr.

Công suất phún xạ, áp suất làm việc, nhiệt độ đế, thời gian phún xạ thay đổi tùy theo yêu cầu.

Hệ tạo màng mỏng Univex 450

Các phép đo xác định tính chất của màng

Phương pháp 4 mũi dò thẳng: đo điện trở mặt của màng

Phương pháp van der Pauw với máy HMS 3000: xác định nồng độ và độ linh động Hall của hạt tải.

Phương pháp đo độ dày:bằng máy Stylus Dektak 6M.

Phép đo nhiễu xạ tia X: xác định cấu trúc tinh thể trên máy Siemens D5.

Phổ truyền qua trong vùng phổ 190 – 1100 nm được đo bằng máy UV-Vis Jasco V-530.

Phổ truyền qua và phản xạ trong vùng hồng ngoại bước sóng 0.65-1.8µm được đo bằng máy FTIR Bruker Equinox 55.

1. Khoảng cách bia - đế

Công suất phún xạ 50 W,

Nhiệt độ đế 3500c

Áp suất phún xạ 3 x10-3 torr khí Ar.

Độ dày các màng được giữ xấp xỉ nhau

Giá trị cực tiểu của điện trở suất ở vị trí khoảng cách 5 cm cho thấy vị trí thích hợp để đặt đế

Điều kiện

2. Áp suất phún xạ

Tăng áp suất thì • điện trở suất tăng• vận tốc phún xạ

giảm



Khoảng cách bia đế 5cm


Điều kiện

2.Áp suất phún xạ

P (10-3torr) T (0.4-0.7m) R (3m)

3 0.82 0.91

5 0.84 0.85

10 0.85 0.78

Độ truyền qua xấp xỉ nhau





Điều kiện

Áp suất 3.10-3torr là tốt

3. Công suất phún xạ

Cực tiểu của điện trở suất ở công suất 50W

Áp suất 3.10-3 torr




Điều kiện

3. Công suất phún xạ

Độ truyền qua không thay đổi





Điều kiện

P (W) T(0.4-0.7m) R (3m)

30 0.83 0.90

50 0.82 0.91

70 0.84 0.89

100 0.83 0.88

4. Nhiệt độ đế

Khi tăng nhiệt độ đế điện trở suất giảm

Đạt giá trị thấp nhất ở 3500c





Điều kiện


t > 1500C chuyển pha từ trạng thái vô định hình sang tinh thể


TS (oC) T

30 0.64

100 0.66

150 0.75

200 0.82

250 0.83

300 0.83

350 0.82

Khi nhiệt độ đế cao hơn 1500C, bờ hấp thụ thẳng đứng hơn và dịch về phía bước sóng ngắn, thể hiện sự ổn định trong cấu trúc tinh thể

5. Độ dày màng




Áp suất 3.10-3torr

Điều kiện

Khi tăng độ dày điện trở suất càng giảm và tiến tới giá trị ổn định khi độ dày lớn hơn vài trăm nanomet.

5. Độ dày màng

d< 15 nm màng có cấu trúc vô định hìnhd~ 30 nm thì xuất hiện đỉnh (400) và đỉnh này luôn vượt trội các

đỉnh khác

5. Độ dày màng

d từ 300 - 600 nm là phù hợp vì tốt ở cả

tính chất quang và điện

6. Khí oxi

Với lượng ôxi thích hợp độ linh động của điện tử có thể tăng

Lượng oxi lớn sẽ làm tăng điện trở suất




Áp suất 3.10-3torr

Điều kiện

6. Khí oxi

Khi môi trường có ôxi (p=5.10-5) màng phát triển theo mặt (211) và (222)

Khi không có oxi ( p=5.10-6) màng phát triển theo mặt (400)

7. Xử lý nhiệt sau khi phủ

Nhiệt độ ủ nhiệt phải lớn hơn 2500C nhỏ hơn 3500c để có tính chất điện tốt

7. Xử lý nhiệt sau khi phủ

Nhiệt độ T

260c 0.63

1000c 0.63

1500c 0.65

2000c 0.65

2500c 0.81

3000c 0.80

3500c 0.81

4000c 0.81

Cần nung mẫu lớn hơn hơn 2500c để có tính chất quang tốt

Kết luận

Áp suất Ar phún xạ 3 x 10-3 torr,Công suất 50 WKhoảng cách bia đế là 5 cm Và độ dày trên 300 nm đến 600nmNhiệt độ tinh thể hóa của màng ITO trên 1500cÁp suất riêng phần oxi lớn hơn 10-5 torr luôn làm giảm độ dẫn điện hay tăng điện trở suấtĐộ truyền qua quang học của màng ITO trên 80% trong vùng 0.4 - 0.7 µmĐộ phản xạ trên 90% ở bước sóng lớn hơn 3 µm.

Tài liệu tham khảo

1. Trần Cao Vinh (2008), Tạo màng dẫn điện trong suốt bằng phương pháp phún xạ Magnetron, Luận án tiến sĩ vật lý quang học, Trường ĐH KHTN-ĐHQG Tp.HCM

2. Cao Thị Mỹ Dung (2002), Tổng hợp màng trong suốt dẫn điện ITO trên đế thủy tinh bằng phương pháp phún xạ Magnetron, Luận văn tốt nghiệp đại học, Trường ĐHKHTN-ĐHQG Tp.HCM

3. Nguyễn Năng Định, Vật lý và kĩ thuật màng mỏng, NXB ĐHQG HN

Thanks for your Thanks for your attention !attention !

gvhd: ts. lê trấn hvth: nguyễn thanh tú

Documents