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第三章 實驗設備與元件製程

3.1 實驗設備介紹

3.1.1 純化系統-管式高溫爐 (Tube-Furnace)

在材料製備成元件前,可以利用真空昇華純化法消除材料中可能 成為電荷陷阱(trap)的雜質,提高材料的純度,避免雜質影響元件的 效率及穩定性(圖 3-1)。

圖 3-1 純化系統-管式高溫爐(Tube-Furnace)

3.1.2 超音波震盪機 (Ultrasonic Cleaner)

使用廠牌 DELTA 型號為 DC150 / DC150H (DC 強力型)的超音波 震盪機,超音波震盪機是藉由液體做為介質經過高速震盪,使液體內 的分子間產生無數微小真空氣泡,這些微小的真空氣泡在震盪受壓破 裂時,會產生強大的衝擊力,轟擊欲清潔的物品,使清洗物之表面及 細縫死角的汙物剝離,藉以達到清洗的效果。

3.1.3 紫外可見光光譜儀(UV-Visible Spectro photometer):

Hitachi U-3010 型光譜儀進行測量,使用紫外光/可見光光譜儀來 量測吸收光譜 (圖 3-2)[10],本實驗利用來測量固態薄膜各色共參雜之 吸收圖譜。

圖 3-2 吸收光譜[10]

3.1.4 螢光光譜儀(Fluorescence Spectrofluorometer)

使用 Hitachi F-4500 型光譜儀進行測量,利用 UV 吸收得知各色 共摻雜薄膜激發光源,利用其激發固態薄膜以掃描速率為 240 nm/min,

測量範圍由 200 nm 至 700 nm,可得知各色參雜濃度之放光強度有利 於濃度的選擇。

3.1.5 磷光光譜儀(Phosphoresce Spectrofluorometer):

在本研究中使用 Hitachi F-4500 型光譜儀進行測量,在 77K 下測 量固態磷光,是利用蒸鍍法在石英片上蒸鍍薄膜(300 Å )後以掃描速率 為 240 nm/min,測量範圍由 200 nm 至 700 nm。

3.1.6 紫外光臭氧清洗機 (UV-ozone)

機台自組裝,利用紫外光以及由其產生的臭氧(ozone),對有機物 質所起的光敏氧化分解作用會產生可揮發性氣體(H2O、CO2、CO 等),

以達到去除粘附在物體表面上的有機化合物 (圖 3-3)[34]。光清洗後的 表面並不會有損傷或晶格缺陷的現象產生。

圖 3-3 紫外光臭氧清洗機[34]

3.1.7 手套箱(Glove Box)

使用廠牌 MBRAUN 型號 MB10,因大氣環境下的水氧容易造成 有機材料的劣化,當製作成元件時會使元件特性產生變化,所以元件 製備完成後需送入手套箱以確保元件特性的穩定性,製程時也易與大 氣產生氧化作用,所以也應避免暴露於大氣中。

3.1.8 橢圓偏光儀(Ellipsometer)

使用廠牌為 SOPRA 型號 GE5 (中山大學張美熒老師實驗室),橢 圓偏光儀是利用橢圓偏光術(Ellipsometry)進行分析量測,橢圓偏 光術是指一種光偏極態入/光偏極態出的測量方法,藉由比較反射光 與入射光的振幅及相位的改變,以決定表面特性及薄膜的光學常數及 厚度。

3.1.9 高真空蒸鍍系統(Vacuum Deposition System)

使用廠牌為 Ishi vacuum 型號 OLED-500,真空蒸鍍法(Vacuum Deposition)是一種物理氣相沉積法,在真空下利用高溫穩定熱源,將 欲沉積成膜之材料加熱至高溫使之氣化,當飄散上升時,遇冷凝結後 沉積在基板(substrate)表面(圖 3-4)[34]

欲沉積之材料如金屬或有機分子材料需盛裝在坩鍋或在鎢舟內,

掛在鎢籃上或直接夾在加熱源上作為蒸鍍源;一開始先使用機械幫浦 (Mechanical Pump)將腔體壓力抽至 4 10-2torr,避免冷凍幫浦(Cryo Pump)在高壓力時運作,再利用冷凍幫浦細抽腔體壓力,待壓力到達 1 10-6 torr,即達到蒸鍍金屬及有機材料的條件,才可開始加熱沉積 材料。

圖 3-4 高真空熱蒸鍍系[34]

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