Reactive evaporation process and roll to roll deposition

Bốc bay PVD: Nhiệt điện trở Chùm điện tử, xung lazer Bay hơi phản ứng Mạ ion (ion plating)… Phún xạPVD: Dòng một chiều DC Dòng xoay chiều RF Magneton Lắng đọng từ pha hơi (CVD) Epitaxy chùm phân tử Phương pháp solgel

Reactive evaporation process and roll to roll deposition 1 GIỚI THIỆU NỘI DUNG REACTIVE EVAPORATION PROCESS ROLL TO ROLL PROCESSING KẾT LUẬN GIỚI THIỆU Ứng dụng màng mỏng: https://www.abletarget.com/sliders/sputtering-targets-applications/thin-film-coatingapplication/ GIỚI THIỆU Một số phương pháp chế tạo: Bốc bay - PVD: • Nhiệt điện trở • Chùm điện tử, xung lazer • Bay phản ứng • Mạ ion (ion plating)… Phún xạ-PVD: • Dịng chiều DC • Dịng xoay chiều RF • Magneton Epitaxy chùm phân tử Lắng đọng từ pha (CVD) Phương pháp sol-gel Reactive evaporation process Quá trình bay phản ứng Phương pháp bốc bay gián tiếp:  Bay phản ứng có kích thích (activated reactive evaporation ARE)  Bay phản ứng khơng có kích thích (reactive evaporation RE) => Phương pháp ARE với tốc độ lắng đọng cao hơn, nhiệt độ lắng đọng thấp, sử dụng phát triển rộng rãi Quá trình bay phản ứng  Hình thành màng hợp chất, với độ bám dính cao tốc độ phủ nhanh so với phương pháp bốc bay trực tiếp  Vật liệu tổng hợp đa dạng (với nhiệt độ nóng chảy cao hơn): Oxides (Al2O3, V2O3, TiO2, Indiumtin oxide…); carbides (TiC, ZrC, Ta2C, W2C,…); nitrides (TiN, MoN, HFN,…) => Bay phản ứng có kích thích Q trình bay phản ứng Một vài ví dụ điển hình: Q trình bay phản ứng • • • • • • Điện cực (electrode) : 20-100V Áp suất : 10-4 – 10-2 Torr Tốc độ phủ: 1-75µm/phút Khí phản ứng: N2, C2H2, O2,… Nhiệt độ lắng đọng: 200 – 1600oC Đế nối đất Hình 2.1: Cấu tạo hệ bay phản ứng có kích thích (ARE) Micro and Nano Fabrication: Tools and Processes Hans H Gatzen, Volker Saile, and Jürg Leuthold (2015) MRS Bulletin, 40(10), 881 doi:10.1557/mrs.2015.253 https://engineering.dartmouth.edu/microeng/courses/es194/student/jiaying/sem/II.1.p3.html Quá trình phản E-beam:  Hiệu điện gia tốc 6-10kv  Chùm điện tử bị uốn cong 270o lực Lorenzt từ trường vng góc gây  Ngồi súng điện tử đặt thẳng góc với đế để điện tử bắn trực tiếp từ nguồn, nhiên dễ làm hỏng nguồn điện tử http://www.enhancestyleteam.com/e-beam-deposition-crucible/ Hình 2.2: Cấu tạo súng điện tử 10 3.1 Giới thiệu Các bước thực thông thường gồm Làm sạch/ Chuẩn bị Chế tạo màng Sấy/ Ủ https://3d-micromac.com/ Đóng gói 18 3.2 Các bước chế tạo Các phương pháp làm Làm không tiếp xúc Làm tiếp xúc https://3d-micromac.com/ Hút Làm Plasma 19 3.2 Các bước chế tạo Deposition - Lắng đọng Gravue printing Flexographic priting Chế tạo màng Flatbed and rotary screen priting – In lưới Imprint or soft lithography – In khắc mềm Laser Ablation – Cắt bỏ laze Offset Printing Inkjet Printing – In phun [1] A Gregg et al, ‘’Flexible Flat Panel Displays’’, Wiley, 2005 pp 410‐445 20 3.2 Các bước chế tạo Các phương pháp chế tạo màng Phương pháp Tốc độ Bề dày màng Resolution Star/ Stop Phức tạp Ứng dụng In phẳng Thấp 5-100 μm 100 μm Có thể Thấp Hạn chế In quay Cao 3-500 μm 100 μm Có thể* Trung Bình Rất tốt Inkjet printing Trung bình 1-5 μm 1200oC) • Sau phủ màng, thêm bước ép nhiệt  Hỏng lớp chức Hàng rào khuếch tán Lắng đọng lớp đệm Lớp phủ hoạt động [1] Jeffrey D Morse, “Nanofabrication Technologies For Roll-to-roll Processing”, Report From The 1288 NIST-NNN Workshop, September 2011 29 3.3 Một số phương pháp Xử lý Roll-to-Roll nhiệt độ cao • Khả ứng dụng • Ứng dụng để phát triển phương pháp dựa lai hóa • Các vật liệu tinh thể màng mỏng • Silic cho Pin mặt trời • Kim cương • Các chất bán dẫn khác Bán dẫn chất lượng cao Thiết bị, hệ thống Diện tích lớn điện tử hiệu suất cao Độ dẫn tiệm cận vật liệu khối [1] Jeffrey D Morse, “Nanofabrication Technologies For Roll-to-roll Processing”, Report From The 1288 NIST-NNN Workshop, September 2011 30 3.4 Ứng dụng Xử lý Roll-to-Roll ứng dụng lượng • Thiết bị điện tử dẻo • Pin màng mỏng •Thiết bị Quang điện dẻo • Vật liệu cảm biến màng dầy Xử lý Roll-to-Roll sản xuất pin điện cực [1] • Lớp phủ chóng tĩnh điện, phản xạ, • Cuộn màng kim loại Xử lý Roll-to-Roll sản xuất pin mặt trời hữu dẻo[2] [1] Photo From David Wood, Oak Ridge National Laboratory (L) And Warren Gretz, NREL [2] Thomas R A., Et Al.,, Energy & Environmental 1360 Science, (2014) Vol 7, 2925-2933 31 Cảm ơn thầy bạn lắng nghe! 32 ... https://www.researchgate.net/figure/Schematic-Diagram-of-an-E-beamEvaporation-System-31_fig4_309398204 Hình 2.3: Cấu tạo hệ bốc bay trược tiếp chùm điện tử 13 Roll to Roll processing 14 ROLL TO ROLL DEPOSITION Giới thiệu Các bước... ARE Micro and Nano Fabrication: Tools and Processes Hans H Gatzen, Volker Saile, and Jürg Leuthold (2015) MRS Bulletin, 40(10), 881 doi:10.1557/mrs.2015.253 12 REACTIVE EVAPORATION PROCESS Ưu...1 GIỚI THIỆU NỘI DUNG REACTIVE EVAPORATION PROCESS ROLL TO ROLL PROCESSING KẾT LUẬN GIỚI THIỆU Ứng dụng màng mỏng: https://www.abletarget.com/sliders/sputtering-targets-applications/thin-film-coatingapplication/