CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO MÀNG MỎNG doc

CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO MÀNG MỎNG SPUTTERING -DC sputtering -RF sputtering -Magneton sputtering BỐC BAY LASER XUNG Laser Pulze Deposition-PLD EPITAXY CHÙM PHÂN TỬ Molecular Beam Epitaxy-

CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO MÀNG MỎNG

SPUTTERING

-DC sputtering -RF sputtering -Magneton sputtering

BỐC BAY LASER XUNG (Laser Pulze Deposition-PLD) EPITAXY CHÙM PHÂN TỬ (Molecular Beam Epitaxy-MBE)

Cơ chế:

+ ion hóa hạt trung hòa thanh ion + Tăng tôc ion trong từ trường bắn phá bia, bức các nguyên tử trên bia lắng đọng trên đế

DC SPUTTERING

+ Khí thường dùng là Ar, He

+ Dùng hiệu điện thế 1 chiều

+ Áp suất khoảng 10-7 torr

+ Bia phải dẫn điện

+ Bia chỉ bị bắn phá ở một

của chu kỳ âm của HĐT

RF SPUTTERING

+ Dùng hiệu điện thế xoay chiều

+ Bia không cần phải dẫn điện

+ Dùng phối trở kháng để tăng công suất cũng như bảo vệ dòng điện

+ Bia bị bắn phá trong cả 2 chu kỳ dương và âm của HĐT

MAGNETON SPUTTERING

+ Dùng hiệu điện thế DC hoặc xoay chiều

+ Đặt từ trường dưới bia nhằm giam hãm electron và các ion giúp tăng va đập của Ar+ vào bia nhiều hơn

+ Bia bị bắn phá trong cả 2 chu kỳ dương và âm của HĐT

ƯU ĐIỂM:

+ Dễ tạo các màng đa lớp nhờ tạo nhiều bia khác nhau

+ Độ bám dính của màng lên đế cao (do động năng hạt lớn)

+ Độ mấp mô bề mặt thấp

+ Tính độ dày khá chính xác (tương đối hơn bốc bay)

+ Rẻ tiền, dễ thực hiện, khai triển đại trà

ƯU ĐIỂM:

+ Không thể tạo ra màng đơn tinh thể

+ không tạo được độ dày chính xác cao

+ Các chất có hiệu suất phún xạ khác nhau nên việc tổ hợp các bia tạo màng đa lớp cũng trở nên phức tạp

PPBB BẰNG XUNG LASER (pulsed-laser deposition)

+ Dùng chùm laser có xung cực

ngắn và công xuất lớn

ƯU ĐIỂM:

+ Vật liệu làm bia rất đa dạng, và chỉ cần kích thước nhỏ + Chiếu xuyên qua các vật liệu trong suốt vào buồng chân không mà không bị giảm năng lượng

+ Ion hóa các bia có năng lượng ion hóa lớn

+ Tạo được màng siêu mỏng, siêu cứng, chất lượng cao + Dùng nhiều bia để tạo màng đa lớp

NHƯỢC ĐIỂM:

+ Có thể xuất hiện các phân tử lớn

+ khó kiểm soát được chính xác độ dày

+ bề mặt màng trên đế gồ gề

PP EPITAXY CHÙM PHÂN TỬ (Molecular-beam-epitaxy)

+ Đặt trong môi trường có công suất rất cao 10-9 Torr

+ Tỉ lệ va chạm giữa các nguyên tử rất thấp, từng hạt sẽ đến và lắng đọng trên đế

+ người ta thường dùng kỹ thuật nhiễu xạ điện tử phản xạ năng lượng cao (RHEED) ( kiểm soát quá trình mọc màng thông qua phổ nhiễu xạ điện tử được ghi trực tiếp )

+ Tốc độ phát triển màng 1µm h/

ƯU ĐIỂM:

+ Tốc độ mọc màng được khống chế chính xác đến từng lớp nguyên tử

+ Tạo màng đơn tinh thể trên một đế đơn tinh thể

+ Có thể tạo thành từng đảo nhỏ hay từng lớp nguyên tử, quan trong trong chế tạo bán dẫn

NHƯỢC ĐIỂM:

+ hệ MBE vận hành khá phức tạp và tốn kém 106 USD

Ảnh chụp thiết bị MBE tại William R Wiley Environmental Molecular Sciences Laboratory cho phép chế tạo các màng mỏng ôxit và gốm

Atomic structure of graphene