Mạ không điện cực màng nickel cấu trúc nano tại các vị trí chọn lọc ứng dụng cho các linh kiện vi cơ điện tử

+890 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐỖ NGỌC HIỆU MẠ KHÔNG ĐIỆN CỰC MÀNG NICKEL CẤU TRÚC NANO TẠI CÁC VỊ TRÍ CHỌN LỌC ỨNG DỤNG CHO CÁC LINH KIỆN VI CƠ ĐIỆN TỬ LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LIỆU VÀ LINH KIỆN NANO Hà Nội - 2017 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Đỗ Ngo ̣c Hiê ̣ u ĐỖ NGỌC HIỆU MẠ KHÔNG ĐIỆN CỰC MÀNG NICKEL CẤU TRÚC NANO TẠI CÁC VỊ TRÍ CHỌN LỌC ỨNG DỤNG CHO CÁC LINH KIỆN VI CƠ ĐIỆN TỬ Chuyên ngành: Vật liệu linh kiện nano Mã số: Chuyên ngành đào tạo thí điểm LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LIỆU VÀ LINH KIỆN NANO Cán hướng dẫn: TS NGUYỄN TRẦN THUẬT Cán đồng hướng dẫn: TS ĐỖ NGỌC CHUNG Hà Nội - 2017 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết nghiên cứu đưa luận văn dựa kết thu trình nghiên cứu thực nghiê ̣m riêng tôi, không chép kết nghiên cứu tác giả khác Trong nội dung khóa luận văn có tham khảo sử dụng số thông tin, tài liệu tham khảo từ nguồn sách, tạp chí báo và ngoài nước liệt kê danh mục tài liệu tham khảo Hà Nô ̣i, ngày tháng Học viên Đỗ Ngọc Hiê ̣u năm 2017 LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tri ân sâu sắc thầy cô trường Đại học Công nghê ̣, Đa ̣i học Quố c gia Hà Nô ̣i, đặc biệt thầy cô khoa Vâ ̣t lý kỹ thuâ ̣t và Công nghê ̣ nano trường tạo điều kiện tốt cho em thực luận văn Em xin cảm ơn thầy TS Nguyễn Trần Thuật, cán Trung tâm Nano Năng lượng, trường Đại học Khoa học Tự nhiên hướng dẫn em, bên cạnh bảo, hướng dẫn em tận tình trình thực nghiên cứu làm thí nghiệm để đạt kết tốt Em xin gửi lời cảm ơn đến Trung tâm Nano Năng lượng, Đại học Khoa học Tự nhiên tạo điều kiện cho em làm việc môi trường để hoàn thiện thêm kỹ năng, kinh nghiệm học tập sống Em xin gửi lời cảm ơn thầy TS Đỗ Ngọc Chung hỗ trợ em nhiều tinh thần, tài kiến thức cần thiết giúp em có điều kiện tốt để hoàn thành luận văn Em xin cảm ơn trường Đại học Khoa học Công nghệ Hà Nội, Viện Khoa học Vật liệu tạo điều kiện cho em sử dụng phòng thí nghiệm để thực luận văn Em xin cảm ơn TS Vũ Thị Thu TS Nguyễn Văn Quỳnh, cán trường Đại học Khoa học Công nghệ Hà Nội tạo điều kiện cho em làm thí nghiệm phòng thí nghiệm để em hoàn thành luận văn Em xin gửi lời cảm ơn đến em Đặng Nguyễn Hà My, học viên cao học trường Đại học Khoa học Công nghệ Hà Nội hỗ trợ em nhiều trình làm thực nghiệm Em xin cảm ơn TS Nguyễn Quốc Hưng, em Đặng Tuấn Linh, đề tài mã số 103.022015.79 đề tài mã số 103.02-2014.81 hỗ trợ em vật tư hóa chất, thiết bị thí nghiệm nhỏ sử dụng để hoàn thiện luận văn Và cuối cùng, em xin cảm ơn bố, mẹ anh chị người thân bên cạnh động viên để em hoàn thành tốt luận văn Trong trình làm luận văn tố t nghiê ̣p khó tránh khỏi sai sót, mong nhận ý kiến đóng góp thầy, cô Em xin chân thành cảm ơn! MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Mạ không điện cực công nghệ vi điện tử 1.2 Mạ hóa học không điện cực 1.2.1 Khái niệm 1.2.2 Cơ chế chung phản ứng mạ hóa học 1.2.3 Ưu điểm nhược điểm 1.3 Mạ nickel hóa học không điện cực 1.3.1 Mạ nickel không điện cực 1.3.2 Cơ chế mạ nickel hóa học 1.3.3 Các tính chất, đặc điểm lớp mạ nickel không điện cực 1.3.3.1 Các tính chất vật lý 1.3.3.2 Khả chống mài mòn lớp phủ nickel không điện cực 12 1.3.4 Ứng dụng lớp mạ nickel không điện cực 13 1.3.5 Đặc điểm trình mạ không điện cực nickel 15 1.3.5.1 Các yếu tố dung dịch mạ 15 1.3.5.2 Ảnh hưởng thông số đến tốc độ mạ nicken không điện cực 16 1.4 Mạ hóa học nickel không điện cực nhôm 20 1.4.1 Nguồn nickel 20 1.4.2 Tại lại mạ bề mặt nhôm 20 1.4.2.1 Một số đặc điểm nhôm 20 1.4.2.2 Tại lại mạ nickel không điện cực nhôm 21 1.4.2.3 Xử lý bề mặt nhôm trước mạ hóa học 22 1.4.2.4 Một số khó khăn mạ nhôm 22 CHƯƠNG : THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24 2.1 Thực nghiệm chế tạo 24 2.1.1 Chuẩn bị mẫu hóa chất 24 2.1.1.2 Chuẩn bị mẫu nhôm khối 24 2.1.1.2 Chuẩn bị mẫu nhôm phún xạ 24 2.1.1.3 Chuẩn bị mẫu nhôm bốc bay 26 2.1.1.4 Chuẩn bị dung dịch kẽm hóa bề mặt dung dịch mạ 27 2.1.2 Xử lý bề mặt trước mạ 27 2.1.3 Chuẩn bị dung dịch mạ Nickel 28 2.1.4 Tạo cấu trúc lỗ bề mặt nhôm cho mạ chọn lọc 29 2.2 Các phương pháp nghiên cứu 32 2.2.1 Thiết bị kính hiển vi quang học 32 2.2.2 Thiết bị đầu dò điểm 33 2.2.3 Kính hiển vi điện tử quét phân tích thành phần nguyên tố EDS 34 2.2.4 Khảo sát chiều cao cột nickel tạo máy Anpha - Step 34 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 36 3.1 Quá trình tiến hành nghiên cứu mạ nickel không điện cực 36 3.2 Mạ không điện cực màng Nickel lên bề mặt nhôm khối 39 3.3 Mạ Nickel không điện cực bề mặt nhôm bốc bay 42 3.4 Mạ nickel không điện cực nhôm phún xạ 45 3.4.1 Phân tích hình thái học bề mặt 47 3.4.2 Phân tích thành phần nguyên tố lớp mạ nickel 52 3.4.3 Điện trở bề mặt nickel mạ không điện cực màng nhôm 53 3.5 Mạ Nickel không điện cực vị trí chọn lọc 53 3.5.1 Khảo sát theo kích thước điểm mạ không điện cực 53 3.5.2 Khảo sát chiều cao Nickel với thời gian 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 DANH MỤC HÌNH ẢNH, BẢNG BIỂU, VIẾT TẮT STT Hình 1.1 Nội dung Cấu trúc treo linh kiện cảm biến hồng ngoại nhiệt mà nhóm nghiên cứu chế tạo Hình 1.2 Hình 1.3 Hình 1.4 Hình 1.5 Hình 1.6 Phân bố độ dày, bề mặt mạ hóa học mạ điện hóa Đĩa cứng Ứng dụng mạ hóa học chi tiết máy Ảnh hưởng nhiệt độ đến lượng kết tủa Ảnh hưởng độ axit dung dịch lên tốc độ kết tủa 14 15 17 18 Hình 2.1 Hình 2.2 Hình 2.3 Hình 2.4 Hình 2.5 Hình 2.6 Hình 2.7 Hình 2.8 Hình 2.9 Hình 2.10 Hình 2.11 Hình 2.12 Hình 2.13 Hình 2.14 Hình 2.15 Hình 2.16 Hình 2.17 Mẫu nhôm khối Hệ làm plasma oxi Máy phún xạ để chế tạo mẫu nhôm Mẫu nhôm phún xạ 60w – 60 phút Thiết bị bốc bay nhôm Quá trình kẽm hóa bề mặt Bề mặt nhôm sau kẽm hóa bề mặt Dung dịch mạ nickel không điện cực Bể ổn nhiệt, máy khuấy từ Thiết bị quang khắc OAI MDL 800 SERIES Máy phủ quay Mask dùng quang khắc Cấu trúc vị trí chọn lọc để mạ nickel Thiết bị kính hiên vi quang học Thiết bị đầu điểm Trung tâm Nano Năng lượng Máy chụp SEM HITACHI S – 4800 Thiết bị Anpha – Step DEKTAK 150 24 25 25 26 26 27 28 28 29 30 31 31 32 32 33 34 34 Hình 3.1 Hình 3.2 Hình 3.3 Hình 3.4 Hình 3.5 Mẫu nhôm khối trước sau mạ nickel Phổ phân tích EDS mẫu mạ nickel nhôm khối Mẫu mạ nickel mẫu nhôm sau dùng phụ gia Mẫu nickel nguyên chất Phổ phân tích EDS mẫu nhôm khối mạ nickel không điện cực Mẫu nhôm bốc bay Mẫu nhôm bị trôi hết sau kẽm hóa bề mặt 15 giây 39 40 40 41 42 Hình 3.6 Hình 3.7 Trang 42 42 Hình 3.8 Hình 3.9 Hình 3.10 Hình 3.11 Hình 3.12 Hình 3.13 Hình 3.14 Hình 3.15 Hình 3.16 Hình 3.17 Hình 3.18 Hình 3.19 Hình 3.20 Hình 3.21 Hình 3.22 Hình 3.23 Hình 3.24 Hình 3.25 Mẫu nhôm bốc bay thực kẽm hóa bề mặt thời gian 10 giây Mẫu mạ nickel không điện cực mẫu nhôm bốc bay Phổ phân tích EDS mẫu mạ nickel lên bề mặt nhôm bốc bay Mẫu nhôm phún xạ có độ dày 200nm 43 Mẫu nhôm phún xạ sau kẽm hóa bề mặt thời gian giây Bề mặt mẫu nhôm phún xạ sau mạ nickel không điện cực Ảnh SEM bề mặt nhôm sau kẽm hóa bề mặt giây Mẫu nhôm mạ nickel không điện cực với thời gian phút 10 phút Ảnh SEM bề mặt mẫu mạ nickel nhôm thời gian phút Ảnh SEM bề mặt mẫu mạ nickel nhôm thời gian 10 phút Ảnh SEM mặt cắt lớp nickel với thời gian mạ phút (a) 10 phút (b) Phổ EDS mẫu mạ nickel phút (a) 10 phút (b) Cấu trúc vị trí để mạ nickel Mạ nickel không điện cực vị trí lõ kích thước lớn Ảnh SEM mẫu mạ nickel vị trí chọn lọc với kích thước nhỏ Phổ EDS cột tạo thành phương pháp mạ nickel không điện cực Độ cao cột nickel với thời gian mạ khác phút, phút, phút, phút Mối liên hệ thời gian – chiều cao cột nickel 45 44 44 45 46 46-47 48 49 50 51 52 53 53 55 56 57 58 DANH MỤC BẢNG BIỂU, VIẾT TẮT Bảng biểu STT Bảng 1.1 Bảng 3.1 Nội dung Các tính chất vật lý lớp phủ mạ nickel không điện cực Mạ không điện cực nickel mẫu nhôm khối Trang 10 35 Bảng 3.2 Bảng 3.3 Mạ không điện cực nickel nhôm bốc bay Mạ không điện cực nickel nhôm phún xạ 36 37 Bảng 3.4 Điện trở bề mặt mẫu nhôm màng mỏng 52 Viết tắt STT Từ EDS EN MEMS Ni ULSI P PECVD PTFE Ý nghĩa Energy Dispersive X-ray spectroscopy Electroless Nickel Micro Electronic Mechanical System Nickel Ultra Large Scale Integration Phosphor Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition Polytetrafluoroethylen - Teflon LỜI MỞ ĐẦU Mạ hóa học không điện cực chủ đề lâu, nhiên việc ứng dụng phương pháp mạ không điện cực vào linh kiện vi điện tử kích thước nano hay micro-nano lại chủ đề tương đối hấp dẫn thu hút nhiều quan tâm nhà khoa học Quá trình mạ không điện cực xảy việc khử muối chứa kim loại chất khử có dung dịch mạ Phương pháp mạ không điện cực tiến hành tất vị trí bề mặt vật liệu mong muốn xử lý cách phù hợp Lớp màng kim loại chế tạo phương pháp mạ không điện cực đóng vai trò lớp dẫn điện lớp có tính chất từ tính, lớp bảo vệ chống ăn mòn bề Tùy theo vật liệu tính chất chất nền, bề mặt vật mạ cần xử lý phương pháp khác nhiên phương pháp kẽm hóa bề mặt sử dụng nhiều có tác dụng tăng độ bám dính chất lượng màng lắng đọng Ngày nay, việc ứng dụng mạ hóa học không điện cực vào linh kiện điện thử cấu trúc nano giới thu hút quan tâm nhà khoa học Được ứng dụng rộng rãi nhiều ngành công nghiệp công nghệ cao đòi hỏi xác cao như: linh kiện điện tử vi cấu trúc, điện tử viễn thông, không gian, hóa chất khai thác mỏ… Trong nghiên cứu khoa học nước ta, công nghệ mạ không điện cực mẻ, thời điểm có nhà máy công nghiệp sử dụng phương pháp hóa học để sản xuất, chế tạo màng với quy mô lớn Tại viện, trung tâm nghiên cứu chưa nghiên cứu sâu đến mạ hóa học nhiều lí khác Trong phương pháp mạ nickel hóa học công nghệ mạ nickel hóa học lên bề mặt kim loại nhôm hướng nghiên cứu thu hút quan tâm nhà khoa học nhôm kim loại có nhiều tính chất đặc biệt ứng dụng lĩnh vực điện tử vi điện tử Trong quy trình chế tạo linh kiện nhóm nghiên cứu, mạ nickel không điện cực cấu trúc micro-nano, mọc vị trí chọn lọc mong muốn bề mặt nhôm, từ đóng vai trò vừa làm cột đỡ cho cấu trúc màng mỏng kích thước nhỏ đặt bên trên, có chức dẫn điện hai lớp màng mỏng bên bên cột nickel Với ưu điểm tính mạ hóa học nói chung mạ hóa học không điện cực nickel nói riêng cho ứng dụng linh kiện vi điện tử Tôi định chọn đề tài: “Mạ không điện cực màng Nickel cấu trúc nano vị trí chọn lọc ứng dụng cho linh kiện vi điện tử.” Đề tài nghiên cứu phương pháp chế tạo, tính chất, ứng dụng mạ nickel hóa học từ áp dụng mạ hóa học nickel cấu trúc micro-nano kim loại nhôm ứng dụng vào linh kiện vi mảng cảm biến hồng ngoại nhiệt 47 3.4.1 Phân tích hình thái học bề mặt Ảnh chụp bề mặt nhôm sau kẽm hóa bề mặt Hình 3.14: Ảnh SEM bề mặt nhôm sau kẽm hóa bề mặt giây Bề mặt nhôm sau kẽm hóa bề mặt không mịn bề mặt ban đầu điều có tác dụng tăng độ bám nickel lên bề mặt nhôm, kẽm hóa bề mặt có chất phản ứng trao đổi phức hợp kẽm với chất nhôm Sau phản ứng kẽm hóa bề mặt xảy lớp kẽm mỏng lắng đọng bền mặt chất nhôm Khi thực mạ không điện cực nickel, lớp kẽm loại bỏ, thay vào trình lắng đọng nickel liên tục xảy bao phủ lên bê mặt nhôm 48 Trong khảo sát ban đầu nhóm nghiên cứu thực mạ nickel không điện cực cấu trúc nano với hai chế độ thời gian khác phút 10 phút để đánh giá độ dày lớp phủ nickel bề mặt chất theo thời gian Hình 3.15: Mẫu nhôm mạ nickel không điện cực với thời gian phút 10 phút Nhìn vào mẫu so sánh với thời gian mạ nickel phút ta thấy khả với thời gian mạ 10 phút lớp phủ nickel tạo thành có độ dày lớn hơn, bề mặt không mịn mẫu thời gian phút Để đánh giá xác hơn, hai mẫu chế tạo khảo sát cấu trúc hình thái bề mặt đo độ dày lớp nickel tạo phương pháp mạ nickel không điện cực 49 Hình 3.16: Ảnh SEM bề mặt mẫu mạ nickel nhôm thời gian phút Nhìn chung kích thước hạt hạt nickel tạo phứng pháp mạ nickel không điện cực cấu trúc micro-nano khoảng 2.5µm, hạt phân bố với cấu trúc xếp chồng lên bề mặt nhôm, kích thước hạt có xu hướng tăng dần theo thời gian mạ 50 Hình 3.17: Ảnh SEM bề mặt mẫu mạ nickel nhôm thời gian 10 phút Kích thước hạt nickel trung bình khoảng 5-6µm, hạt phân bố bề mặt nhôm, thời gian lâu kích thước hạt tăng dần - Độ dày lớp nickel mạ không điện cực lắng đọng bề mặt nhôm phún xạ 51 (a) (b) Hình 3.18: Ảnh SEM mặt cắt lớp nickel với thời gian mạ phút (a) 10 phút (b) Lớp nickel tạo thành phương pháp mạ không điện cực có độ dày tỉ lệ thuận với thời gian mạ Khi mạ phút độ dày khoảng 2.5 – 2,9µm 10 phút 5,5 - 6µm Chúng ta khống chế độ dày lớp mạ nickel với đọ dày đạt kích thước nano dựa vào yếu tố thời gian, tùy theo nhu cầu ứng dụng linh kiện nhóm nghiên cứu 52 3.4.2 Phân tích thành phần nguyên tố lớp mạ nickel Để khảo sát lại xác hạt hình thành bề mặt nhôm có phải nickel hay không phương pháp sử dụng để khảo sát chụp phân tích thành phần nguyên tố EDS Hình 3.19: Phổ EDS mẫu mạ nickel phút (a) 10 phút (b) 53 Theo kết phân tích lớp màng tạo nên bề mặt nhôm phương pháp mạ không điện cực nickel có đến 91.90% nickel, nickel có thành phần nhỏ phosphor từ thành phần chất có dung dịch 3.4.3 Điện trở bề mặt nickel mạ không điện cực màng nhôm Sau sử dụng phương pháp đo điện trở bề mặt phương pháp mũi dò vị trí khác thu kết sau: Điện trở bề mặt Vị trí 0.33mΩ/sq Vị trí 0.35mΩ/sq Vị trí 0.32mΩ/sq Giá trị trung bình 0.33mΩ/sq Bảng 3.4: Điện trở bề mặt mẫu mạ nickel bề mặt nhôm phún xạ Từ giá trị điện trở bề mặt ta tính đươc điện trở suất là: 75.9 mΩ.m Chúng ta so sánh với điện trở suất nickel nguyên chất 69,3 mΩ.m nói nickel tạo thành có điện trở xuất sát với nickel nguyên chất Điều chứng tỏ nickel tạo thành phương pháp mạ không điện cực có độ tinh khiết cao, ứng dụng vào việc chế tạo, ứng dụng linh kiện vi cấu trúc 3.5 Mạ nickel không điện cực vị trí chọn lọc 3.5.1 Khảo sát theo kích thước điểm mạ nickel không điện cực Trước thực mạ nickel không điện cực vị chọn lọc cần lựa chọn, khảo sát chiều cao kích thước cột nickel mong muốn tạo nên được, từ lựa chọn vị trí mask để ứng dụng vào linh kiện nhóm chế tạo Chúng ta khống chế màng nickel, cột nickel có bề dày chiều cao kích thước nano Khi sử dụng AZ-5214e làm chất cảm quang, khảo sát độ dày chất cảm quang ứng với chu trình phủ quay khác để xác định độ dạy lớp chất cảm quang từ khống chế thời gian mạ phù hợp, với chu trình trình bày độ dày lớp AZ5214e phủ lớp nhôm phún xạ khoảng 2,5µm Vị trí chọn lọc vị trí nickel mọc có tác dụng làm cột đỡ cho cấu trúc màng mỏng lớp, kết nối điện lớp vá lớp để ứng dụng cho hệ cảm biến cấu trúc vi điện tử 54 Trong trình thí nghiệm thực mạ vị trí mask có kích thước lỗ để mạ nickel không điện cực lớn sau thu nhỏ kích thước tối thiểu đạt Hình 3.20: Cấu trúc vị trí để mạ nickel Sau tiến hành tạo cấu trúc để mạ nickel cách sử dụng chất cảm quang AZ5214e phương pháp quang khắc Trong linh kiện nhóm chế tạo, cột nickel cần có kích thước thước micromet, nên mặt nạ chắn sáng chế tạo phạm vi kích thước micromet Trong luận văn, nhóm nghiên cứu thực mạ không điện cực nickel vị trí ô vuông có kích thước lớn 13µm sau thu nhỏ kích thước xuống 6µm vị trí số mặt nạ chắn sáng Ở vị trí lớn nhất: Hình 3.21: Mạ nickel không điện cực vị trí lỗ kích thước lớn 55 Kích thước lỗ để mạ nickel không điện cực 13µm, kết chụp SEM kích thước khoảng 13-15µm thời gian mạ lâu đo nickel mọc đầy hố tạo AZ-5214e tiếp tục tràn lên bề mặt, thời gian lâu hạt bị dính vào Chính cần phải kiểm soát thời gian mạ để thu cột nickel có chiều cao mong muốn công việc quan trọng Sau mạ nickel không điện cực thành công vị trí lớn nhất, nhóm nghiên cứu thực mạ nickel không điện cực vị trí kích thước cột nickel nhỏ Hình 3.22: Ảnh SEM mẫu mạ nickel vị trí chọn lọc với kích thước nhỏ 56 Cột nickel tạo phương pháp mạ không điện cực có kích thước khoảng micromet, hình dạng vuông Nhìn chung áp dụng vào để làm cột đỡ cấu trúc treo linh kiện Nhóm nghiên cứu khảo sát xem cột tạo có phải nickel hay không phương pháp phân tích phổ EDS Hình 3.23: Phổ EDS cột tạo thành phương pháp mạ nickel không điện cực Theo kết phân tích phổ EDS tỷ lệ nickel tạo phương pháp mạ không điện cực đạt khoảng 93%, kết tốt Tuy dung dịch mạ nhiều thành phần tiền chất chứa nhiều nguyên tố thành phần lắng đọng bề mặt nhôm chủ yếu nickel Từ kết SEM EDS ta thấy thực mạ thành công nickel cấu trúc micro-nano lên vị trí mong muốn Tuy nhiên để ứng dụng sâu vào linh kiện lĩnh vực, phải kiếm soát chiều cao cột nickel tạo thành, việc khảo sát với thời gian mạ khác cần thiết 3.5.2 Khảo sát chiều cao nickel với thời gian 57 Hình 3.24: Độ cao cột nickel với thời gian mạ khác phút, phút, phút, phút Chiều cao trung bình với thời gian phút khoảng 1,2µm, thời gian phút 1,5µm, phút 1,7µm, phút 2,3µm Chiều cao cột nickel tăng dần theo thời gian Chúng ta khống chế chiều cao cột nickel với kích cỡ nanomet cách điều chỉnh thời gian, tùy theo lĩnh vực, linh kiện ứng dụng phù hợp Từ kết ta vẽ lên đồ thị thể mối liên hệ thời gian chiều cao cột nickel 58 Hình 3.25: Mối liên hệ thời gian mạ – chiều cao cột nickel Độ cao cột nickel tỷ lệ thuận với thời gian mạ Thời gian nhiều chiều cao cột nickel tạo thành cao Từ ta không chế cách tương đối thông số cột nickel để ứng dụng phù với với linh kiện hệ cấu trúc vi điện tử Chúng ta tính cách tương tối tốc độ mạ nickel phương pháp mạ không điện cực 60 nm/s 59 KẾT LUẬN Trong trình làm luận văn học viên hiểu rõ chất trình hình thành nickel cấu trúc micro-nano lên bề mặt nhôm phương pháp mạ hóa học không điện cực, hoàn thiện để tìm phương pháp tối ưu để thực mạ nickel có tỷ lệ nickel cao, độ dày phù hợp để áp dụng vào linh kiện ứng dụng Nhóm nghiên cứu thực khảo sát số điều kiện tiền chất ban đầu, thông số nhiệt độ để thực mạ nickel không điện cực Kết màng nickel nhóm sau mạ không điện cực nickel cấu trúc micro-nano lên bê mặt nhôm thu có điện trở suất gần tương đương với điện trở suất nickel nguyên chất chứng tỏ tỷ lệ nickel lắng đọng cao, phù hợp để chế tạo linh kiện Luận văn trình bày giới thiệu cách mạ không điện cực nickel mẫu nhôm màng mỏng tạo phương pháp phún xạ cách đạt hiệu lắng đọng đạt 90% nickel Chúng trình bày phương pháp mạ không điện cực nickel mạ không điện cực cấu trúc nano, phủ vị trí chọn lọc mong muốn với nhiều kích thược cột nickel khác phụ thuộc vào kích thước mặt nạ chắn sáng Nhóm nghiện cứu khảo sát mối liên hệ chiều cao mong muốn cột nickel theo thời gian mạ, để phù hợp với linh kiện nhóm nghiên cứu chế tạo cột nickel khống chế khoảng chiều cao 1µm – 2,5µm Tốc độ lắng đọng khoảng 60nm/s Chúng ta khống chế màng, chiều cao cột nickel với kích thước micro-nano tùy theo nhu cầu ứng dụng loại linh kiện khác Cột nickel tạo đóng vai trò vừa làm cột đỡ cho cấu trúc màng mỏng kích thước nhỏ đặt bên trên, vừa dẫn điện hai lớp màng mỏng bên bên cột nickel Từ kết mạ nickel thành công vị trí chọn lọc, nhóm nghiên cứu kết hợp với quy trình để tạo cấu trúc treo ứng dụng linh kiện vi điện tử, vi mảng cảm biến hồng ngoại 60 DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN TRONG LUẬN VĂN Do Ngoc Hieu, Dang Nguyen Ha My, Vu Thi Thu, Do Ngoc Chung, Nguyen-Tran Thuat, Selected-area controlled-growth of nickel micropillars on aluminum thin films by electroless plating for applications in microbolometers, Journal of Science: Advanced Materials and Devices JSAMD_2017_35_R1 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng việt Báo cáo tổng kết chương trình nghiên cứu khoa học công nghệ cấp Nhà nước “Nghiên cứu chế tạo số linh kiện cơ, quang, điện tử sở công nghệ vi điện tử vật liệu có cấu trúc nanô” - mã số 811704, quan chủ trì Viện ITIMS, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Bùi Thu Hà, (2008) Đồ án tốt nghiệp, Nghiên cứu công nghệ mạ hóa học hợp kim Nickel Tiếng nước Perminder Bindra and James R White, Electroless Plating: Fundamentals and Applications, Chap 12: Fundamental Aspects of Electroless Copper Plating, Perminder Bindra and James R White, pp.289-330 Joseph Colaruotolo, Diane Tramontana, Chapter 8, Engineering Applications of 12 Electroless Nickel, Electroless Plating: Fundamentals and Applications, pp.207- 228 E.F Duffek, D W Baudrand, CEF, and J.G Donaldson, CEF, Chapter 9, Electronic Applications of Electroless Nickel, Electroless Plating: Fundamentals and Applications pp.229-260 Y Shacham Diamand, Yelena Sverdlov, January 2000, Electrochemically deposited thin film alloys for ULSI and MEMS applications, Microelectronic Engineering Yuxin Du, Dong Wu, Zhen Song, Miao Liu, Sujie Yang, and Zheyao Wang, JOURNAL OF MICROELECTROMECHANICAL SYSTEMS John J Kuczma Jr., Chapter 5, Equipment Design for Electroless Nickel Plating, Electroless Plating: Fundamentals and Applications, pp.139-165 Glenn Mallory, Chapter 2, Composition and Kinetics of Electroless Nickel Plating, Electroless Plating: Fundamentals and Applications, pp.54-101 10 P Miller, Dansk Technisca Hoogschol, Lyngby, 1994, Plating on Aluminium, Level: Advanced, TALAT Lecture 5205 11 Marc J Mardou, 2002, “Fundamentals of Microfabrication, The Science of Miniaturization, 2nd edition”, ISBN 0-8493-0826-7, 702 pages 12 Glen O Mallory, Juan B Hajdu, Electroless Plating: Fundamentals and Applications, Chapter 1, The Fundamental Aspects of Electroless Nickel Plating, pp.1-56 13 Koji Murakami, Makoto Hino, Minoru Hiramats, Kozo Osamura and Teruto Kanadani, 2006, Materials Transactions, Vol 47, No 10 (2006) pp 2518 to 2523 14 Ron Parkinson, 1993, Properties and applications of electroless nickel, Nickel Development Institute 15 Ron Parkinson, Properties and applications of electroless nickel Nickel Development Institute 16 Rolf Weil and Konrad Parker, Chap 4: Properties of Electroless Nickel Plating Rolf Weil and Konrad Parker, pp.111-138 ... ̣c Hiê ̣ u ĐỖ NGỌC HIỆU MẠ KHÔNG ĐIỆN CỰC MÀNG NICKEL CẤU TRÚC NANO TẠI CÁC VỊ TRÍ CHỌN LỌC ỨNG DỤNG CHO CÁC LINH KIỆN VI CƠ ĐIỆN TỬ Chuyên ngành: Vật liệu linh kiện nano Mã số: Chuyên ngành... điện cực màng Nickel cấu trúc nano vị trí chọn lọc ứng dụng cho linh kiện vi điện tử. ” Đề tài nghiên cứu phương pháp chế tạo, tính chất, ứng dụng mạ nickel hóa học từ áp dụng mạ hóa học nickel cấu. .. lớp mạ nickel 52 3.4.3 Điện trở bề mặt nickel mạ không điện cực màng nhôm 53 3.5 Mạ Nickel không điện cực vị trí chọn lọc 53 3.5.1 Khảo sát theo kích thước điểm mạ không điện cực