Chế tạo màng mỏng bằng phương pháp phún xạ

Khác với phương pháp bay bốc nhiệt, phún xạ không làm cho vật liệu bị bay hơi do đốt nóng mà thực chất quá trình phún xạ là quá trình truyền động năng. Vật liệu nguồn được tạo thành dạng các tấm bia (target) và được đặt tại điện cực (thường là cathode), trong buồng được hút chân không cao và nạp khí hiếm với áp suất thấp (cỡ 10−2 mbar). Dưới tác dụng của điện trường, các nguyên tử khí hiếm bị ion hóa, tăng tốc và chuyển động về phía bia với tốc độ lớn và bắn phá bề mặt bia, truyền động năng cho các nguyên tử vật liệu tại bề mặt bia. Các nguyên tử được truyền động năng sẽ bay về phía đế và lắng đọng trên đế. Các nguyên tử này được gọi là các nguyên tử bị phún xạ. Như vậy, cơ chế của quá trình phún xạ là va chạm và trao đổi xung lượng, hoàn toàn khác với cơ chế của phương pháp bay bốc nhiệt trong chân không.

Seminar và thảo luận nhóm về công nghệ

nano

Nhóm 10

Ngô Mạnh Hùng – Trần Văn Hiệp Đồng Xuân Minh – Đoàn Quang Sơn

It is time to change the status quo! Together we can make smarter, better, more affordable

products for the markets of today and tomorrow!

- If you are an LCD screen, LED or an OLED manufacturer we would love the opportunity to show you how our technology can take your business to the next level!

- If you are in the business of making phone or tablet computers we are excited about the opportunity to help you make more affordable

smart-as well smart-as higher performance products!

- If you are manufacturing or designing thin-film batteries our technology can help you to leapfrog competition! We would appreciate the opportunity

to explain how we could do this!

- If you are using high cost magnetron sputtering process we might be able to help you to reduce your equipment, material, labour as well as overall manufacturing costs! We would love to explore how we could help your business!

Chế tạo màng mỏng bằng

phương pháp phún xạ

Giảng viên hướng dẫn : TS Đặng Đình Long

Các phương pháp chế tạo màng

mỏng

Nội dung chính

◉Cơ chế phún xạ

◉Hiệu suất phún xạ

◉Định luật phân bố cosin

◉Các yếu tố ảnh hưởng lên tốc độ lắng đọng

◉Các loại bia phún xạ

◉Ưu và nhược điểm của phương pháp

Phún xạ là phương pháp sử dụng ion trong phóng điện cao áp để thực hiện “đánh bật” các nguyên tử

từ bia ra khỏi bề mặt rồi lắng đọng

chúng trên đế

Cơ chế phún xạ

Nguyên tử

thoát khỏi

bề mặt

bia

- Năng lượng ion thấp

- Năng lượng ion trung bình

- Năng lượng ion cao

Hiệu suất bắn phá

Hiệu suất phún xạ

Xác suất lắng đọng

số nguyên tử thực tế lắng đọng trên đế

một ion bắn phá lên

bia

số nguyên tử thoát khỏi bia

số nguyên tử thoát khỏi

- Khoảng cách từ bia đến đế

- Áp suất , …

Hiệu suất phún xạ

Phụ thuộc năng lượng

ion

Phụ thuộc vào bản chất của bia

Hiệu suất phún xạ

Cu(64) Ag(108) W(184)

0,24 0,2 0,01 2,35 2,4 0,57 2,05 3,3 1,0

Be(9) Al(27) Si(28)

0,24 0,16 0,13 0,51 1,05 0,5 0,35 0,82 0,42

Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ lắng đọng

màng

Nhiệt độ đế : đa số trường

hợp không ảnh hưởng nhiều

đến tốc độ lắng đọng

Các loại bia phún xạ

Các loại bia phún xạ

Bia kim loại Bia hợp kim Bia hợp chất

chứa Oxy

Định luật phân bố cosin

Định luật phân bố cosin

Công thức :

Ii = Incos(Ɵ)

Trong đó:

In là số hạt nằm trên phương pháp tuyến với mẫu trong 1 đơn

vị thời gian.

Ii là số hạt nằm trên phương hợp với phương pháp tuyến 1 góc Ɵ.

Định luật phân bố cosin

Ưu và nhược điểm của phương pháp

phún xạ

3,

Đặt được bia theo nhiều hướng , có thể dùng bua diện tích lớn , là nguồn

hóa

6,

Độ bám dính của màng với đế rất

tốt

Nhược điểm

Tốc độ phún xạ nhỏ hơn nhiều tốc độ bốc bay chân không

Hiệu suất năng lượng thấp , hiệu suất sử dụng bia thấp

Bia khó chế tạo và đắt tiền , cần có bộ làm lạnh vì bia nóng lên do năng lượng phún xạ tập trung lên bia

Các tạp chất nhiễm từ thành chuông, trong chuông hay từ anot có thể nhiễm vào trong màng

ANY QUESTIONS?