電子束斜向蒸鍍系統 E-Beam Glancing Angle Deposition System

jianfu

 

glad

改變試片與蒸發源相對角度

glad principle1

成核(nucleation)

glad principle2

自遮蔽(self-shadowing)

glad principle3

柱狀成長(columnar growth)

斜向鍍膜技術(GLAD)是透過改變試片與蒸發源的相對角度,使入射到的材料原子在試片上附著、成核(nucleation)、產生自遮蔽(self-shadowing)後成長出具備週期性排列的柱狀薄膜,薄膜的厚度(高度)與其幾何結構可透過蒸發速率的控制與試片載具的偏擺 / 偏轉來進行調整。由於此技術所製作出來的薄膜在奈米尺度下具備週期性排列的結構,因此薄膜具備非常獨特的光電或機械特性,在光學、醫學、感測器元件製作等領域具備深遠的應用潛力。在光學領域中,GLAD所製備薄膜可以被用來作波導(wave guide)或偏光鏡(LR-WG polarizer)等元件;在生醫領域,則有研究者將薄膜製備的奈米立體結構物取下後作為標靶治療的藥物載體,也有研究者試著以這類薄膜作為血液快篩這方面的應用;在感測器製作領域,有研究者以GLAD薄膜作為氣體感測器的元件,也有些研究者以GLAD薄膜作為 SERS 的基板、增強分析物光譜訊號。俊尚科技的 EBS-500-GLAD以電子束為蒸發源的斜向鍍謨系統,可使用純金屬、合金或化合物等材料成長出 GLAD 薄膜,為了能讓成長出來的薄膜具備高品質與再現性,因此在設計上融合下列硬體特色:

 

  • 透過儀控軟體精密控制試片載具動作,並搭配自動化電子束蒸鍍作業,用戶可透過此系統製備高質量 / 高再現性的 GLAD 薄膜

  • 高精度試片載具
    • 角度控制:具備旋轉(max. 10 rpm)與傾角同時高精密作動
    • 溫度控制:具備加熱、致冷(< 0°C)功能,可因應不同材料蒸鍍成膜的需求

  • 電子鎗蒸發裝置
    • 搭載美國 Temescal 高性能電子鎗,可精密調整發射電流將蒸發速率控制在 0.1A/s,實現極穩定的蒸鍍效果
    • 搭載美國 Temescal EBC 電子鎗控制器,可設定電子束掃描蒸發材料的頻率與波形,讓材料蒸發更穩定

 

應用範例

下列的 SEM 影像是取自 EBS-500-GLAD 蒸發 TiO2、Ag、SiO2 等材料所形成的  GLAD薄膜,薄膜表面柱狀結構有Z形閃電狀(Zig-Zag)、螺旋形(Helix)、傾倒柱形(Inclined Pillars)等。

TiO2 01

TiO2:Zig-Zag

TiO2 02

TiO2:Helix

Ag 01

Ag:Inclined Columns

SiOx 1

SiO2:Pillars with Variable Diameters

SiOx 2

SiO2:Zig-Zag