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目前已經有許多方法來製備鈀金屬、鈀合金薄膜或是複合薄膜,常見的製成 有化學氣相沉積法、物理氣相沉積法、溶膠凝膠法、電鍍法及無電鍍法。[24-27]

2.4.1 化學氣相沉積(CVD)

化學氣相沉積法(Chemical Vapor Deposition;CVD)是一種用來產生高純度物 質的化學技術,在半導體工業常使用此技術來成長薄膜。以金屬薄膜為例,通常 是使用高揮發性的金屬前驅鹽類,將基材置於一種或多種前驅物中,在基材表面 產生化學反應或化學分解來產生欲沉積的薄膜。在反應過程中,由於不同的金屬 前驅物與載流氣體的選擇,也會生成不同副產物,但大多數會被載流氣體一起帶 走,不會殘留在反應器中。

2.4.2 物理氣相沉積(PVD)

物理氣相沉積法(Physical Vapor Deposition;PVD)是利用高溫熱源將原料加 熱至高溫,使之氣化,然後在基材上冷卻凝聚成各種形態的材料(如單晶、薄膜、

晶粒等)。所用的高溫熱源包括電阻、電弧、高頻電場等,由此衍生出各種 PVD 技術,其中以濺射法(Sputtering)和真空蒸鍍(Vacuum Evaporation)較為常用。

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圖 2.4:濺鍍示意圖[25]。

2.4.3 溶膠-凝膠法 (Sol-Gel)

此方法是將膠體粒子均勻分散在溶液中,稱為溶膠(Sol),在膠體粒子經過連 續的水合反應與縮合反應之後(膠化作用),形成半固態的物質(Gel),再經低溫燒 結可得到緻密的結晶。而在薄膜製作上,常見的是使用旋轉塗佈法(Spin Coating)、

浸入塗佈法(Dip Coating)、噴霧法(Spraying)、噴墨法(Inkjet-Printing)及滾壓塗佈 法(Roll Coating)等方法將凝膠塗佈在基材上產生薄膜。此方法的優點是可以做出 各種不同比例成分的薄膜,在均勻性上也不錯,且製程溫度不高;但其缺點為製 程耗時。

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2.4.4 電鍍(Electroplating)

透過外加直流電源供應電能,將電鍍液中的金屬離子還原為金屬,使金屬沉 積在負極的基材表面。此種製程裝置簡單,膜厚可透過控制電流密度、電鍍時間 或電解液濃度來控制,因此控制膜厚容易,且金屬的附著性佳,為一受限的地方 是基材必須要能夠導電,如果選用不導電基材,則需先沉積一層導電層。

2.4.5 無電鍍(Electroless Plating)

無電鍍 法又稱 為化學 鍍 (Chemical Plating) 或 自身催 化電鍍 (Autocatalytic Plating),是指不需外加電源就能夠在基材上鍍上金屬。利用無電鍍液中的還原 劑自身氧化提供電子,將無電鍍液中的金屬離子還原成金屬。若是基材表面不具 有催化活性,則需要對基材進行前置處理,才能使無電鍍順利進行。一般最常使 用的方法是敏化(Sensitization)與活化(Activation),先將欲無電鍍至基材上的金屬,

透過敏化活化過程使基材表面附著金屬小顆粒(Nucleation),之後進行無電鍍,金 屬就容易附著於金屬核上。

此方法優點是形狀限制小、操作溫度低、成本低、基材限制少且設備簡單,

相當適用於進行鈀金屬或鈀合金薄膜製程;但其缺點為製程耗時,無電鍍大面積 基材較為不穩定。

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