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研究不同于傳統(tǒng)的積體電路 IC制程及一般微機(jī)電系統(tǒng)制程技術(shù),而以影像式微陽極導(dǎo)引電鍍法為基礎(chǔ),
結(jié)合奈米氧化鋅半導(dǎo)體電鍍技術(shù),創(chuàng)造出表面披覆奈米氧化鋅之銅微柱複合元件。
如何利用電化學(xué)法在銅微柱表面披覆氧化鋅奈米結(jié)構(gòu)物,并依據(jù)參數(shù)之控制,析鍍出各種形貌不同之奈米柱結(jié)構(gòu)。
金屬銅微柱依制程之不同,可分為間歇式微電鍍與連續(xù)式之影像導(dǎo)引微電鍍,本研究選擇以后者作為銅微柱之制程,
主要理由為連續(xù)式導(dǎo)引微電鍍可制作出品質(zhì)精細(xì)、表面平滑與結(jié)構(gòu)均勻之銅微柱,
可允許氧化鋅以電化學(xué)法披覆于表面,間歇式微電鍍之優(yōu)點為速度較快,但其結(jié)構(gòu)粗糙之缺點使氧化鋅不易均勻成長。
氧化鋅之電化學(xué)制程參數(shù)可分為沉積電位、時間、與前驅(qū)物雙氧水濃度作為形貌與結(jié)構(gòu)之探討。
陰極動態(tài)極化掃描顯示在電位-0.9 V(vs. Ag/AgCl)為極限電流出現(xiàn),
經(jīng)由掃描式電子顯微鏡觀察確實在此電位時沉積得到較佳之表面形貌。沉積時間為10 分鐘時得到第一層之氧化鋅柱,
當(dāng)時間增加為20分鐘得到互相堆疊且無定向成長之氧化鋅柱狀結(jié)構(gòu)。
前驅(qū)物雙氧水濃度為5 mM時氧化鋅成米粒狀之形貌,當(dāng)濃度提升至20 mM時為六方堆積之氧化鋅柱,
由XRD分析證實不同濃度之產(chǎn)物皆為氧化鋅之纖鋅礦結(jié)構(gòu),但由化學(xué)分析電子能譜儀(ESCA)分析在較高濃度雙氧水
所得到之奈米柱含有較多之Zn(OH)2存在,顯示前驅(qū)物濃度為影響氧化鋅形貌之關(guān)鍵。
摻錫之氧化鋅經(jīng)微區(qū)元素分析(EDS)與化學(xué)分析電子能譜證實錫原子由電化學(xué)法摻雜,
并經(jīng)由XRD分析顯示并無其他不純物如金屬錫及二氧化錫存在,顯示電化學(xué)沉積法摻雜亦為一可行之辦法
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