射频溅镀功率对氧化锌薄膜机械性质之影响.PDF

射頻濺鍍功率對氧化鋅薄膜機械性質之影響 a a a, b 魏中聖 、蕭俊卿 、沈弘俊 a 國立台灣大學奈米機電中心 b 國立台灣大學應用力學研究所 摘要 本文主要介紹真空射頻濺鍍系統之架構、各元件功能及其所濺鍍之氧化鋅薄品質 ，而氧化鋅 薄膜主要以掃描電子顯微鏡(SEM)來研究以不同濺鍍功率對其晶粒大小及缺陷的影響。 前言 機台介紹 約在 1970~1980 年，鐵電陶瓷薄膜的研 利用射頻濺鍍(RF Sputtering)方式是如表面 究已經開始被注意，不過直到 1985 年後才廣 聲波元件 、焦電紅外線感測器及壓電致動器 泛受到重視。近幾年來，科技發展的趨勢促 中陶瓷層主要鍍膜方式 ，故薄膜品質對其訊 使半導體元件微小化，而原本應用於電子系 號影響甚鉅。圖 1 為奈米機電中心所使用之 統的鐵電陶瓷其薄膜化技術及相關元件之開 射頻濺鍍機全貌，其中包括真空系統、射頻 發，遂成為近日重要的研究發展方向。目前 ， 產生系統及控制系統 ， 鐵電性(Ferroelectricity)陶瓷薄膜已被應用於 圖2 顯示高真空冷凍機示意圖 ，其原理 電子元件方面 ，如表面聲波元件(Surface 是利用極低的溫度來捕捉氣體分子 ，這些氣 Acoustic Wave Devices SAW) 、非揮發性記憶 體分子會被凝縮在被降溫至極低溫之冷卻面 元 件 (Nonvolatile Memory Devices, 上，冷凍機必須要與氦氣壓縮機搭配使用， NVRAM) 、焦電紅外線感測器(Pyroelectric 如 圖3 所示，壓縮機的功用是壓縮冷媒(氦 Infrared Detectors) 及 壓 電 致 動 器 氣)使其送往冷凍機以進行低溫凝結與低溫 -9~10-11 Torr ， (Piezoelectric Actuators)等。 吸附[1] ，其終端壓力可達 10 ( 15 ) -7 1 5×10 Torr 1 ULVAC 2 (:mm) ( 16 ) 3 1100(W) x 930(D) x 1500(H) mm (main unit) SUS 304 350mm(D) x 350(H) RF 13.56MHz Max. 600W Pirani gauge, GP-1SRY, 20 ~ 3 x 10-3 Torr ULVAC D-330DK, 309liters/min ULVAC U-12PU, H O 9500 liters/s, N 4000 liters/s, Ar 3300 2 2 liters/s