gvhd: ts. lê trấn hvth: nguyễn thanh tú
DESCRIPTION
Nghiên cứu chế tạo màng ITO bằng phương pháp phún xạ Magnetron. GVHD: TS. Lê Trấn HVTH: Nguyễn Thanh Tú. Lưu lại thông tin cần thiết :. Địa chỉ bạn đã tải : http://mientayvn.com/Cao%20hoc%20quang%20dien%20tu/Semina%20tren%20lop/seminar.html. Nơi bạn có thể thảo luận: - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
GVHD: TS. Lê Trấn
HVTH: Nguyễn Thanh Tú
Nghiên cứu chế tạo màng ITO bằng phương pháp phún xạ
Magnetron
Page 2
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]
Page 3
Page 4
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
Page 5
Page 6
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
Page 7
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
Page 8
Phún xạ Magetron
Page 9
Page 10
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
Page 11
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.
Page 12
Page 13
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
Page 14
2. Áp suất phún xạ
Tăng áp suất thì • điện trở suất tăng• vận tốc phún xạ
giảm
Công suất phún xạ 50 W,
Nhiệt độ đế 3500c
Khoảng cách bia đế 5cm
Độ dày các màng được giữ xấp xỉ nhau
Điều kiện
Page 15
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
Công suất phún xạ 50 W,
Nhiệt độ đế 3500c
Khoảng cách bia đế 5cm
Độ dày các màng được giữ xấp xỉ nhau
Điều kiện
Áp suất 3.10-3torr là tốt
Page 16
3. Công suất phún xạ
Cực tiểu của điện trở suất ở công suất 50W
Áp suất 3.10-3 torr
Nhiệt độ đế 3500c
Khoảng cách bia đế 5cm
Độ dày các màng được giữ xấp xỉ nhau
Điều kiện
Page 17
3. Công suất phún xạ
Độ truyền qua không thay đổi
Áp suất 3.10-3 torr
Nhiệt độ đế 3500c
Khoảng cách bia đế 5cm
Độ dày các màng được giữ xấp xỉ nhau
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
Page 18
4. Nhiệt độ đế
Khi tăng nhiệt độ đế điện trở suất giảm
Đạt giá trị thấp nhất ở 3500c
Công suất phún xạ 50 W,
Áp suất 3.10-3 torr
Khoảng cách bia đế 5cm
Độ dày các màng được giữ xấp xỉ nhau
Điều kiện
Page 19
4. Nhiệt độ đế
Page 20
4. Nhiệt độ đế
t > 1500C chuyển pha từ trạng thái vô định hình sang tinh thể
Page 21
4. Nhiệt độ đế
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
Page 22
5. Độ dày màng
Công suất phún xạ 50 W,
Nhiệt độ đế 3500c
Khoảng cách bia đế 5cm
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.
Page 23
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
Page 24
5. Độ dày màng
d từ 300 - 600 nm là phù hợp vì tốt ở cả
tính chất quang và điện
Page 25
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
Công suất phún xạ 50 W,
Nhiệt độ đế 3500c
Khoảng cách bia đế 5cm
Áp suất 3.10-3torr
Điều kiện
Page 26
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)
Page 27
7. Xử lý nhiệt sau khi phủ
Nhiệt độ ủ nhiệt phải lớn hơn 2500C nhỏ hơn 3500c để có tính chất điện tốt
Page 28
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
Page 29
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.
Page 30
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
Page 31Thanks for your Thanks for your attention !attention !