Xây dựng hệ tạo màng bán dẫn bằng phương pháp phun tĩnh điện

ĐẠI HỌ C Q U Ố C GIA HÀ NỘI T R Ư Ờ N G ĐẠI HỌC K H O A HỌC T ự N HIÊN Đ Ể TÀI XÂY DỰNG HỆ T 60 MÀNG BÁN Dấn BỒNG PHƯƠNG PHÁP PHUN TĨNH ĐIỆN IĩlIILDIN(ỉ a SYSTEM TO PREPARE SE M IC OND UC TIN G THIN FILMS USING T H E ELECTROSTATI C SPRAY PYROLYSIS T E C H N I Q U E MẴ SỐ: QT 01 - 02 Chủ trì đê tài: TS LÊ H Ổ N G HÀ H.' — • T' J,M■"Tií Tri;j Vi[*N N■~DT/ o c m HÀ NÔI - 2002 : A BÁO CÁO TÓM TẮT ĐỂ TAI XẢY D Ụ N G H Ệ T Ạ O M À N G B Á N DAN B Ằ NG PH Ư Ơ NG PH ÁP PH UN T ĨN H ĐIÊN MẢ SỐ: QT 01 - 02 Chủ trì đ ê tài: TS LẼ HỒN G MA Cán bô p h ô i hop: PGS.TS N G U Y Ễ N N G O C LONG TS LÊ THỊ T H A N H BÌNH CN TRẦN VĨNH T H Ắ N G Mục tiêu nội (lung nghiên CÚÌI 1.1 Mục tiêu - Xây (lựng hộ chc lạo vật liệu băng phương pháp plum lĩnh điện - Chê tạo vật liệu màng mong bán dẫn, diện môi N g h i ê n c ứ u m ộ t sơ t ín h clìâl VỘI lý cìm v;)t liệu c h ê tạo 1.2 Nội (lung - Tliiếl kê xây dựng hệ phun bãnsi plurơntỊ pháp phun linh điện cao áp đê chê tạo vậl liệu bán dẫn điện mịi L;il ráp khơng ché nhiệt dỏ Cliố lạo màng ZnO ZnO : E l , ZnO : In Nghiên cứu mội sô ván dế cua vật liệu chè tạo: + Ch ế độ lạo màntĩ + Câu í rúc tĩnh the cua màng ZnO + Tínli chất quang cùa màng ZnO Các kết đạt Hoàn thành ihiêl kê chê tạo hệ phun lình diện cao áp - Chè lạo màng ZnO Nghicn cứu mộl sị lính chái I I lie cua màng lướng đan luận van nhan cãu b o c o k h o a h ọ c lại: Hội n g h ị V ậ l iý C h ấ t ran t o n LỊIIóc hill - thứ III - Nhu Trang, - 10/X/200I hài báo uưi dăng tai tạp chí Physica Status Soliili Tình hình kỉnh phí đề tỉii Kinh p h í cấp: 9.000.000 đ (chín Iriệu dồng Việt Nam) h Chi: Văn phịng phẩm T hu ê khốn chun mơn T h khốn lắp láp xfly dựng hệ v t lư, hoá chất Q uản lý hành Hội nghị, hội thảo, g lác phí 567.000 đ 4.000.000(1 2.081.000(1 R54.000cl 360.000(1 1.138.0UUd T ổn g cộng: 9.000.000 (1 (chín triệu đồng Việt Nam ) C l l ủ TRÌ ĐỂ TÀI (Ký V?1 ghi lõ liọ (cMi) XÁC NHẬN CỦA HAN CHÙ NHIỆM KHOA VẬT LÝ (Ký Víì ghi lõ liọ tên) Ọ \'M- ^ O ' ĩ s u ĩ ỉ ồng lì ■ì XÁC NHẬN CỦA TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA n ọ c T ự NHIÊN BR IE F O F T H E P R O J E C T B U IL D IN G A S Y S T E M TO P R E P A R E S E M I C O N D U C T I N G T H IN FIL M S U S I N G T H E E L E C T R O S T A T I C SPR A Y P Y R O L Y S I S T E C H N I Q U E T H E C O D E N U M B E R : Q T 01 - «2 The Coordinator: DR LE HONG HA The participants o f the project: ASSOC PROF DR N G U Y E N N G O C LONG DR L E T H I T H A N H BINII BSC T R A N VINI-I T H A N G Pur pose and contens and of the works 1.1 Purpose - Building an electrostatic spray deposition system and temperature controller system - Preparating thin films of semiconductors and insulators - Studying some physical properties of thin films deposited by ; electrostatic spray pyrolysis method 1.2 Contens - Building an elcclroslalic spray deposition system lor the preparation semiconducting and insulating thin films - Building a guide heater with temperature controller - Piepiiraling thill films ZnO - Sliuiyiim some properties of thin films deposited by an electrostalic spray pyrolysis method Activities and results - Building an electrostatic spray deposition system for the preparation of semiconducting and insulating thin films - Preparating and investigating some structural and optical properties of ZnO thin films - Training graduated s t u d e n t s for Materials science - The scientific work havs been reported in the Workshop: ” The 3rd National Workshop on Physics of Solid State, Nha Tranẹ August - , 2001” - The other one has been submitted to Journal of Physica Status Solidi B PH Ầ N CHÍNH CỦA BÁO CẢO M Ụ C LỤC trang I MỞ Đ Ầ U - 1.1 Giới thiệu phương pháp phun tĩnh đ i ệ n — Ưu việt phương pháp phun tĩnh đ iện - II PHƯƠNG PH ÁP P HUN TĨ N H Đ I ÊN 2.1 Sơ đồ khối nguyên lý hoạt đ ộ n g - 2.2 Các (lình liên quan đến tạo m n g 2.3 Ảnh hưởng số yếu tố lên chấl lượng m n g 2.3.1 Nguồn cao áp - 2.3.2 Kim p hun - -ọ 2.3.3 Hệ ESD cải tiến - 10 2.4 Giới thiệu hệ c h ế tạo I I III C H Ế TẠ O VÀ NG H IÊ N c ứ u M Ộ T s ố TÍNH CH ẤT CỦA M ÀN G Z n O 12 3.1 C h ế tạo - 12 3.2 Một số tính chất màng Z n O - í Nghiên cứu cấu trúc 12 3.2.2 Huỳnh quang mẫu Z n O 14 KKT L U Ậ N 14 TẢI L IỆ U T H A M K H Ả O 15 PHỤ L Ụ C 16 I MỞ ĐẨU 1.1 Giới thiệu vể phương pháp phun tĩnh điện Bên cạnh phương pháp c h ế tạo màng m ỏng lắng dọng lioá h ọ c , p h u n d u n g d ị c h Irên đ ế n ó n g , b ố c b a y t r o n g clifln k h ô n g , l ắ n g d ọ n g h o h ọ c b ằ n g p h a h i , p h ú n x c a t ố t , V V phương p h p p h u n t ĩn h d i ệ n c ó tên tiếng anh Electrostatic Spray Deposition (ESD) hay gọi Electrostatic Spray Pyrolysis (ESP) - xếp vào liạng kỹ thuật tạo màng mỏng tiền tiến Trong năm gần đAy kỹ thuột ESD phát triển công cụ mạnh dể tổng hợp vạt liệu màng có ứng dụng Irong cơng nghệ c h ế tạo linh kiện quang lử Bằng phương pháp phun ESD lổng hợp dược màng có kích thước nano Ị 1,2 ị, màng (lon lớp, m àn g đa lớp, vật liệu có hiệu suất phát quang mạnh, diện cực suốt, g dãn điện suốt dùng chế tạo linh kiện như: tạo m àng L iM n 20 4, LiNi 20 4, L i , P làm cực âm cho pin lilium có kích Ihước nhỏ; m àn g T i 2, dùng để c h ế tạo pin mặt trời; Z n O làm cửa sổ dần điện suốt, màng mỏng S n - M n dùng làm sensor nhạy khí nhiều ứng dụng khác Irong lĩnh vực y tế H ì n h I ■ H ệ p h u n tĩn h đ iệ n E S D ( c ủ a T r n g D i h ọ c B ('li k h o a D e lft ỈỈỜ L an ) 1.2 ƯII việt cùa pliinmg p h p ph u n tình điện Kỹ tluiật ESD đạt nhiều thành còng cóng nghệ d i e Win màng mỏng OiA't lượng s;in phẩm cùn plnrơng pliííp SCI sánh với kỹ thuật liền tiên Iiliir plurơng pháp líìng đọng hố học víu lý từ pha (Chemical Vapour Deposition micl high - vacuum Physical Vapour Deposition) Song càn nlìAn mạnh c h ế lạo m àn g p1nr