Fabrication de Films couleur ultra-mince avec hautement absorbant Media Depot en Angle Oblique

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Summary

Nous présentons une méthode détaillée pour fabriquer des films ultra-minces de couleur avec des caractéristiques améliorées pour des revêtements optiques. La technique de dépôt angle oblique à l’aide d’un évaporateur de faisceau d’électrons permet accordabilité meilleure couleur et pureté. Films fabriqués de Ge et de l’UA sur substrats de Si ont été analysés par les mesures de réflectance et conversion d’informations de couleur.

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Yoo, Y. J., Lee, G. J., Jang, K. I., Song, Y. M. Fabrication of Ultra-thin Color Films with Highly Absorbing Media Using Oblique Angle Deposition. J. Vis. Exp. (126), e56383, doi:10.3791/56383 (2017).

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Abstract

Structures ultra minces ont été largement étudiés pour utilisation comme revêtements optiques, mais demeure un défi de performance et de la fabrication.  Nous présentons une méthode avancée de fabrication de films de couleur ultra-mince avec caractéristiques améliorées. Le processus proposé traite de plusieurs questions de fabrication, y compris le traitement de grande surface. Plus précisément, le protocole décrit un processus de fabrication des films ultra-minces de couleur à l’aide d’un évaporateur de faisceau d’électrons pour le dépôt d’angle oblique de germanium (Ge) et or (Au) sur des substrats de silicium (Si).  Porosité de film produite par la déposition d’angle oblique induit des changements de couleur dans le film ultra-mince. Le degré de changement de couleur dépend de facteurs tels que l’épaisseur de film et angle deposition. Fabriqué des échantillons des films ultra-minces de couleur a montré la meilleure couleur accordabilité et pureté de la couleur. En outre, la réflectance mesurée des échantillons fabriqués a été convertie en valeurs chromatiques et analysée en termes de couleur. Notre film ultra-mince, méthode de fabrication est censé être utilisé pour diverses applications ultra minces comme électrodes flexible couleur, couche mince des cellules solaires et filtres optiques. Le procédé mis au point ici pour analyser la couleur des échantillons fabriqués est également largement utile pour l’étude de différentes structures color.

Introduction

En général, la performance de minces revêtements optiques est basée sur le type d’interférence optique qu’ils produisent, tels que la haute réflexion ou transmission. En minces diélectriques, interférence optique peut être obtenue simplement en répondant à des conditions telles que l’épaisseur de vague de quart (λ/4n). Principes d’interférence ont longtemps été utilisés dans diverses applications optiques comme les interféromètres Fabry-Perot et distributed Bragg réflecteurs1,2. Ces dernières années, minces et les structures à l’aide de matériaux hautement absorbants tels que les métaux et les semi-conducteurs ont été largement étudiés3,4,5,6. Fortes interférences optiques peuvent être obtenue en couche mince revêtement d’un matériau absorbant semi-conducteur sur un film métallique, qui produit des changements de phase non négligeable dans les ondes réfléchies. Ce type de structure permet des revêtements ultra-mince qui sont beaucoup plus minces que les revêtements minces diélectriques.

Récemment, nous avons étudié les moyens d’améliorer l’accordabilité couleur et pureté de la couleur de minces très absorbants à l’aide de porosité7. En contrôlant la porosité du film déposé, l’indice de réfraction effectif du milieu minces peuvent être modifiées8. Cette variation de l’indice de réfraction efficace permet les caractéristiques optiques d’être amélioré. Basée sur cet effet, nous avons conçu les films de couleur ultra-mince avec différentes épaisseurs et porosités par des calculs à l’aide de vague couplés rigoureuse analyse (RCWA)9. Notre design présente des couleurs avec des épaisseurs de film différent à chaque porosité7.

Nous avons utilisé une méthode simple, dépôts d’angle oblique, pour contrôler la porosité des revêtements de minces très absorbants. La technique de dépôt angle oblique essentiellement combine un système de dépôt typiques, tels qu’un évaporateur faisceau électrons ou évaporateur thermique, avec un substrat incliné10. L’angle oblique du flux incident crée occultation atomique, qui produit des zones que le flux de vapeur ne peut pas atteindre directement11. La technique de dépôt angle oblique a été largement utilisée dans divers revêtements minces applications12,13,14.

Dans ce travail, nous détaillons les processus de fabrication des films ultra-minces de couleur par dépôt oblique à l’aide d’un évaporateur de faisceau d’électrons. En outre, des méthodes supplémentaires pour le traitement de grande surface sont présentées séparément. Outre les étapes du processus, les quelques notes qui doivent être pris en considération lors du processus de fabrication sont expliqués en détail.

Nous passons en revue également les processus pour mesurer la réflectance des échantillons fabriqués et les convertir en informations de couleur pour analyse, afin qu’elles peuvent être exprimées en coordonnées de couleur CIE et de valeurs RVB15. En outre, certaines questions à considérer dans le processus de fabrication des films ultra-minces de couleur sont discutées.

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Protocol

Attention : certains produits chimiques (p. ex., oxyde tamponné etchant, alcool isopropylique, etc.) utilisés dans le présent protocole peuvent être dangereux pour la santé. S’il vous plaît consulter toutes les fiches de données de sécurité avant toute préparation de l’échantillon n’ait lieu. Utiliser les équipement de protection individuelle approprié (par exemple, sarraus de laboratoire, des lunettes de sécurité, gants, etc.) et d’ingénierie des contrôles (par exemple, la station humide, fume hood, etc.) lors de la manipulation de solvants et agents de gravure pour.

1. préparation du substrat Si

  1. à l’aide d’un diamond cutter, couper une tranche de silicium (Si) de 4 pouces en 2 x 2 cm taille des carrés. Pour faire des échantillons colorés, le substrat est généralement couper 2 cm x 2 cm, mais peut être plu, selon la taille du porte-échantillon et utilisé pour les dépôts angle oblique.
  2. Pour enlever l’oxyde natif à l’aide de la louche de polytétrafluoroéthylène (PTFE), trempez les substrats Si clivés en oxyde tamponné etchant (BOE) pour 3 s. mise en garde : Veuillez porter une protection appropriée pour sécurité.
  3. Nettoyer les substrats Si clivées séquentiellement dans l’acétone, l’alcool isopropylique (IPA) et d’eau déionisée (DI) 3 s chaque.
    1. à l’aide de PTFE nettoyage jig, laisser agir les substrats Si clivés avec de l’acétone dans un bain ultrasonique pendant 3 min à une fréquence de 35 kHz.
    2. Pour supprimer l’acétone, rincez les substrats Si clivés avec IPA.
    3. La dernière étape de nettoyage, rincer les substrats Si clivés avec de l’eau DI.
  4. Pour retirer l’humidité, sécher le substrat propre avec une soufflette azote tout en le maintenant avec forceps.

2. Déposition du réflecteur Au

  1. à l’aide de ruban pince et carbone, difficulté les substrats Si nettoyées sur un porte-échantillon plat et placer le support dans la chambre de l’évaporateur de faisceau d’électrons avec sources Ti et Au.
  2. Évacuer la chambre pendant 1 h atteindre un vide élevé. La pression de la chambre à vide de base devrait être 4 x 10 -6 Torr.
  3. Dépôt de la couche de Ti comme une couche d’adhérence à une épaisseur de 10 nm avec 5 à 7 % d’électron faisceau alimentation contrôlée en mode manuel à une tension DC de 7,5 kV, ce qui donne un taux de dépôt de 1 Å / s
    Remarque : Une couche de Cr de la même épaisseur, au lieu d’une couche de Ti, peut être déposée comme la couche d’adhérence.
  4. Dépôt de la couche de l’UA comme une couche de réflexion à une épaisseur de 100 nm avec 13 à 15 % des électrons du faisceau alimentation contrôlée en mode manuel à une tension DC de 7,5 kV, ce qui donne un taux de dépôt de 2 Å / s
    Remarque : L’épaisseur de la couche de réflexion Au peut être supérieure à 100 nm. Une épaisseur de 100 nm est déposé ici pour rendre la couche de réflexion aussi mince que possible tout en conservant les propriétés optiques de l’UA.
  5. Dépôt de couches de
  6. après l’UA, aérer la chambre et retirer les échantillons. Ils auront besoin d’être rechargé avec le porte-échantillon inclinée pour le dépôt d’angle oblique.

3. Préparation du porte-échantillon incliné pour les dépôts Angle Oblique

Remarque : il existe plusieurs méthodes qui peuvent être utilisés pour les dépôts oblique, telles que la rotation d’axe z chuck 16, mais cela nécessite films et modification d’équipement peuvent être déposés uniquement sous un angle à la fois. Pour efficacement observer les changements de couleur produite par les angles de différents dépôts, nous avons utilisé des détenteurs d’échantillon qui inclinées les échantillons à différents angles. Pour précision, le porte-échantillon inclinée est possible à l’aide d’équipement de transformation des métaux. Toutefois, dans cet article, nous présentons une méthode simple qui peut être facilement suivie.

  1. Préparer une plaque de métal faite d’un métal facilement pliable tel que l’aluminium.
  2. Découper la plaque métallique trois 2 x 5 cm.
  3. Fixer le morceau de métal sur le sol à côté d’un rapporteur d’angles, de tenir le côté court et de plier le métal à l’angle de dépôt désiré (i.e., 30 °, 45 ° et 70 °).
  4. Fixer les pièces de métal tordues pour le porte-échantillon 4 pouces à l’aide de ruban adhésif carbone.

4. Dépôt de couche Ge de l’Angle oblique

Remarque : dans cette section, reportez-vous aux diagrammes schématiques à la Figure 1 des échantillons déposés sur les détenteurs de l’échantillon inclinée et films de Ge poreux, suite à l’oblique angle deposition.

  1. Fixer les quatre échantillons Au dépôt avec du ruban de carbone à un porte-échantillon enclin à des angles de 0°, 30°, 45° et 70°, respectivement.
  2. Charger les échantillons déposés sur le porte-échantillon inclinée dans l’évaporateur de faisceau d’électrons avec une source de Ge pour les dépôts angle oblique.
  3. Évacuer la chambre pendant 1 h atteindre un vide élevé. La pression de la chambre à vide de base devrait être 4 x 10 -6 Torr.
  4. Déposer la couche de Ge comme une couche de colorant avec 6-8 % de la puissance du faisceau électronique contrôlée en mode manuel à une tension DC de 7,5 kV, ce qui donne un taux de dépôt de 1 Å/sec. L’épaisseur de dépôt de la couche de Ge sur les quatre échantillons est 10 nm, 15 nm, 20 nm et 25 nm, respectivement.
    Remarque : Les dépôts épaisseurs de 10 nm, 15 nm, 20 nm et 25 nm ont été choisis pour faciliter la comparaison de la couleur change pour chaque angle de dépôt. Un angle différent et l’épaisseur (5 à 60 nm) peuvent être choisis pour réaliser une couleur particulière.
  5. Dépôt de couches d’après le Ge, aérer la chambre et de prendre les échantillons.

5. Procédé de dépôt d’Angle oblique pour les grandes surfaces

Remarque : si la taille de l’échantillon utilisé pour le dépôt d’angle oblique est petite, il peut être fabriqué par le processus décrit à l’étape 4. Toutefois, si la taille de l’échantillon à être fabriquée est grande, il devient difficile de maintenir l’uniformité du film en raison de la variation du flux d’évaporation le long de l' axe z 16. Par conséquent, un processus supplémentaire distinct, étape 5, est nécessaire pour fabriquer de plus grands échantillons et réaliser une couleur uniforme.

  1. Pour un 2 pouces wafer, après le dépôt de la couche de l’UA sur le vaste échantillon à l’étape 2, Difficulté l’échantillon déposé Au grand le porte-échantillon inclinée 45°.
    Remarque : Étant donné que notre porte-échantillon inclinée est conçu pour passer de petits échantillons, grands échantillons de chargement à tous les angles (c.-à-d., 0 °, 30 °, 45 ° et 70 °) brouilleront entre les échantillons. Par conséquent, pour déposer obliquement échantillons de grande taille à des angles différents en un seul processus, il est nécessaire d’avoir un porte-échantillon incliné adapté aux échantillons de grande taille.
  2. Charger le déposés Au large échantillon sur le porte-échantillon inclinée dans l’évaporateur de faisceau d’électrons avec une source de Ge pour les dépôts angle oblique.
    Remarque : Lors du chargement de l’échantillon, la deuxième couche de dépôt doit être déposés dans la même direction que le premier dépôt, donc faire attention au sens de l’échantillon chargé. Pour plus de commodité, il est recommandé que le porte-échantillon est chargé, face à l’avant de la chambre de.
  3. Évacuer la chambre pendant 1 h à atteindre un vide élevé. La pression de la chambre à vide de base devrait être 4 x 10 -6 Torr.
  4. Déposer la couche de Ge comme une couche de colorant à une épaisseur de dépôts de 10 nm, ce qui est la moitié de l’épaisseur de la cible de 20 nm, avec 6 à 8 % de la puissance du faisceau électronique contrôlée en mode manuel à une tension DC de 7,5 kV, ce qui donne un taux de dépôt de 1 Å / s
  5. Après le dépôt de la première couche de Ge est terminé, aérer la chambre et sortir de l’échantillon, car l’échantillon doit être repositionné et rechargé.
  6. Fixez l’échantillon pour le porte-échantillon incliné dans une position qui est à l’envers en ce qui concerne la position de la première déposition.
  7. Charger l’échantillon sur le porte-échantillon inclinée avec la source de Ge pour que le titulaire doit faire face dans la même direction que la première déposition.
  8. Évacuer la chambre pendant 1 h atteindre un vide élevé. La pression de la chambre à vide de base devrait être 4 x 10 -6 Torr.
  9. Déposer la couche de Ge comme une couche de colorant à une épaisseur de dépôts de 10 nm, ce qui est la moitié de l’épaisseur de la cible de 20 nm, avec 6 à 8 % de la puissance du faisceau électronique contrôlée en mode manuel à une tension DC de 7,5 kV, ce qui donne un taux de dépôt de 1 Å / s
  10. Dépôt de couches d’après le Ge, aérer la chambre et de prendre l’échantillon.

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Representative Results

Figure 2 a montre des images des échantillons fabriqué de 2 cm sur 2 cm. Les échantillons ont été fabriqués afin que les films ont eu différentes épaisseurs (c.-à-d., 10 nm, 15 nm, 20 nm et 25 nm) et ont été déposés des angles différents (c.-à-d., 0 °, 30 °, 45 ° et 70 °). La couleur des changements des films déposés selon la combinaison de ces deux l’épaisseur des échantillons et l’angle de la déposition. Les changements de couleur résultent de changements dans la porosité du film. Selon l’angle de la déposition, baies inclinées de nano-colonnes individuelles sont créés sur le substrat, comme indiqué dans les images de SEM gauche de la Figure 2. Partir des résultats expérimentaux, on voit que des angles plus élevés des dépôts, le changement de couleur pour chaque angle de dépôts est moins prononcé.

Figure 2 b montre les résultats de mesures de réflectance des échantillons fabriqués. La couleur est modifiée par un changement dans le dip minimal de réflectance. Comme en témoigne le changement de couleur dans la Figure 2 a, le pendage de réflexion s’est déplacé lentement à angles de dépôt plus élevées. Pour chaque épaisseur de couche de Ge, le pendage de réflexion change avec l’angle de dépôt. La couleur est modifiée par ces changements dans le creux de la réflexion.

Pour analyser les échantillons fabriqués dans une perspective de couleur, les réflectances mesurées doivent être converties en valeurs chromatiques. Pour la conversion des valeurs chromatiques, dans nos calculs, la fonction d’observateur standard de CIE 1931, le plus couramment utilisé la fonction de correspondance des couleurs, était travailleur13. Dans le calcul, la réflectance mesurée est multipliée par la fonction comme une distribution spectrale d’énergie des couleurs. Figure 3 a montre la réponse spectrale de la couleur correspondant à la fonction de la réflectance mesurée des échantillons avec des angles différents dépôts (c.-à-d., 0 °, 30 °, 45 ° et 70 °) et une épaisseur de couche de Ge de 15 nm. En intégrant ces réponses spectrales, les valeurs tristimulus de X, Y et Z, qui sont les paramètres fondamentaux pour exprimer des informations de couleur, peuvent être obtenue. Les coordonnées de couleur CIE, la chromaticité d’une couleur est spécifiée par les deux paramètres x et y et les valeurs normalisées de toutes les valeurs de tristimulus trois à l’aide des équations suivantes :

Equation 1

Equation 2
Basé sur ces équations, Figure 3 b indique la chromaticité des échantillons avec des angles différents dépôts dans le système de coordonnées de la CIE.

Figure 4 a montre les valeurs chromatiques après que qu’ils ont été convertis de la réflectance mesurée dans la Figure 3 a dans le système de coordonnées de couleur CIE. À titre de comparaison, les résultats calculés sont aussi tracées, comme indiqué par les lignes pointillées. Dans le calcul, les indices efficaces de Ge ont été calculés sur les porosités prévues pour chaque dépôt angle7. Puis, à l’aide de ces indices efficaces, les valeurs de réflectance ont été calculés par vague couplés rigoureuse analyse (RCWA)9. Par rapport à l’aide du système de coordonnées CIE, les résultats expérimentaux ont été bien appariés aux résultats calculés.

En comparant les gammes des valeurs chromatiques des échantillons, ces échantillons avec des angles de dépôt élevé présentaient une plus large gamme chromatique. Cela signifie que la gamme des expressions de couleur était vaste, avec la pureté de la couleur supérieure. La pureté de couleur supérieure à angle de dépôt plus élevée est attribuée à la réduction de la réflexion sur la surface résultant de la porosité plus élevée en raison des dépôts à des angles plus élevés.

Les informations de couleur converties à partir de la réflectance peuvent être converties en valeurs RVB pour représenter les couleurs15. Figure 4 b montre la représentation des couleurs après la conversion de l’information de couleur de la réflectance mesurée des échantillons en valeurs RVB. Les photos ne représentent pas exactement les couleurs vrai échantillon, en raison des différences dans l’illumination ou d’autres conditions, mais la tendance globale dans le changement de couleur de l’échantillon à l’échantillon peut être vu.

Figure 5 montre les images des échantillons fabriquées sur une plaquette de 2 pouces, en utilisant le procédé de grande surface. Lorsque la fabrication d’un grand échantillon, l’épaisseur déposée diffère selon la position de la surface. Une solution à ce problème consiste à effectuer le dépôt en deux étapes, tel que décrit à l’étape 5 du protocole. La première couche, dont la moitié de l’épaisseur désirée, est déposée à un angle de retombées positives, et la seconde moitié est déposée à un angle de dépôts négatifs.  De cette façon, en déposant des angles positifs et négatifs, les différences d’épaisseur dédommagera les uns des autres, et une épaisseur uniforme peut être obtenue.

Nos objectifs étaient de 20 nm et 40 nm épaisseur, à un angle de dépôts de 45°, cependant, les résultats ont montré des dépôts plus épais. C’est parce que l’épaisseur moyenne compensée a été formé dans la direction verticale à une position plus proche de la source de l’échantillon titulaire16. Ainsi, lorsque la fabrication à grande échelle à l’aide de cette méthode, il faut s’attendre que le film déposé sera plus épais que l’épaisseur de la cible.

Figure 6 montre les images des échantillons fabriquées à différents angles de vue et une réflexion mesurée à différents angles d’incidence. Comme le montre les images, il y a peu de changement dans la couleur d’angles de vision. Les trempettes minimales des valeurs mesurées de la réflectance des angles différents ont été décalées aussi difficilement par les angles d’incidence. Fondamentalement, ces revêtements sont beaucoup plus minces que les longueurs d’onde de la lumière incidente, il y a peu de déphasage résultant de l’angle d’incidence accrue comparée au scénario d’incidence normale.

Figure 1
Figure 1 : Schémas des (a) les échantillons déposés sur les détenteurs de l’échantillon inclinée et films de Ge poreux (b) créé par le dépôt d’angle oblique. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 2
Class = « xfig » > Figure 2: (un) Images des échantillons fabriqués à des angles différents dépôts (c.-à-d., 0 °, 30 °, 45 ° et 70 °) avec différentes épaisseurs de Ge (c.-à-d., 10 nm, 15 nm, 20 nm, 25 nm et 100 nm). À gauche, échelle de gris chiffres voir la numérisation d’images de microscopie correspondant aux échantillons d’épaisseur de Ge de 200 nm pour mieux montrer la morphologie. Echelle = 100 nm. (b) a mesuré les spectres de réflectance pour chaque épaisseur de Ge (c.-à-d., 10 nm, 15 nm, 20 nm et 25 nm) avec des angles différents dépôts (c.-à-d., 0 °, 30 °, 45 ° et 70 °). S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 3
Figure 3 : (a) réponse chromatique des valeurs tristimulus et (b), l’intrigue de la CIE avec des angles différents dépôts (c.-à-d., 0 °, 30 °, 45 ° et 70 °) sur une épaisseur de Ge de 20 nm. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 4
Figure 4 : (un) chromatique des valeurs dans les coordonnées de la CIE des valeurs mesurées de la réflectance des échantillons fabriqués, montrant les résultats calculés.  (b) représentation de couleur basée sur les réflectances mesurées des échantillons fabriqués. À gauche, échelle de gris chiffres voir la numérisation d’images de microscopie correspondant aux échantillons d’épaisseur de Ge de 200 nm pour mieux montrer la morphologie. Echelle = 100 nm. Ce chiffre a été reproduit de 7 avec la permission de la Royal Society of Chemistry. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 5
Figure 5 : Images des échantillons fabriqués sur plaquette de 2 pouces avec Ge différentes épaisseurs de (un) 20 nm et (b), 40 nm à un Angle de dépôts de 45 °.

Figure 6
Figure 6 : Images avec différents Angles de vue de 5° à 60° et spectres de réflectance mesuré les angles obliques de 20° à 60° de fabriqué des échantillons avec (un) une épaisseur de Ge de 15 nm selon un Angle de dépôts de 0 °, (b), une épaisseur de Ge de 25 nm à une déposition un gle de 70°. Ce chiffre a été repris du Y. J. Yoo et al. 7, avec la permission de la Royal Society of Chemistry.

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Discussion

Dans les revêtements minces classiques pour coloration3,4,5,6, la couleur peut être contrôlée en modifiant les différents matériaux et réglage de l’épaisseur. Le choix des matériaux avec des indices de réfraction différents est limité pour le réglage de diverses couleurs. Pour vous détendre de cette limitation, nous exploité la déposition d’angle oblique à l’enduit de couleur minces. Selon l’angle de la déposition, la porosité de la Ge couche est changé par atomique occultation11, comme illustré dans la Figure 1 b. La porosité appliquée à la Ge minces entraîne une modification de l’indice effectif du Ge couche7. Le changement de phase de la multiplication de lumière dans le milieu de Ge varie avec le changement de l’indice effectif par le dépôt d’angle oblique. En conséquence, la couleur change avec des conditions différentes interférences dans les longueurs d’onde visibles. Surtout dans les films de notre couleur ultra-mince, le faible indice effectif à un angle de dépôts très oblique amélioré la pureté de la couleur avec la réflexion sur la surface inférieure et la première avec un petit changement de phase.

Dans notre protocole, étape 4 est le processus essentiel pour la coloration. Pour exécuter avec succès l’étape 4, considèrent que la qualité du film est un facteur critique dans la coloration de film mince revêtement optique. La qualité de film peut modifier l’indice de réfraction et subtilement affecte la coloration. La qualité de film dépend de la nature et les conditions de l’équipement du dépôt. Dans notre cas, un évaporateur de faisceau d’électrons a été utilisé comme l’équipement du dépôt, et une pression constante et le taux de dépôt ont été maintenus afin d’assurer la stabilité du film. En outre, nous avons mesuré les constantes optiques des films minces déposés dans ces conditions, et en utilisant les constantes optiques mesurées, la couleur de la couche mince peut être prédit et analysée. Pour obtenir une couleur exacte désirée et pour ajuster la couleur selon l’épaisseur du film, assurer la stabilité des conditions, telles que le taux de pression et le dépôt de l’équipement du dépôt. Surtout, dans le cas des équipements différents, les différentes conditions de l’équipement doivent être optimisées pour le tuning films ultra-minces de couleur.

Dans le procédé de dépôt angle oblique de grande surface, les dépôts de films sont non uniforme en raison du décalage vertical entre la source et le substrat. Dans le processus d’évaporation électron faisceau, la densité de flux de vapeur varie dans le sens vertical de la source. Haute angles obliques, il y a une différence verticale selon la position du substrat, qui provoque la densité de flux à déposer différemment selon la position de la surface.

Le processus décrit à l’étape 5 du protocole a été développé pour compenser cela. Cette méthode est simple et peut être facilement suivie sans modifier l’équipement. Toutefois, comme mentionné dans la section résultats, le processus tend à provoquer une plus grande épaisseur de film à l’épaisseur de la cible. Une autre méthode de processus de grande surface qui peut résoudre ce problème d’épaisseur consiste à modifier le mandrin dans la chambre où l’échantillon est chargé afin qu’il tourne dans l’axe z. Lorsque l’échantillon est chargé au centre de la rotation de l’axe z, le centre de l’échantillon sera toujours une distance constante de la source. Donc, même avec la déposition des angles positifs et négatifs, une épaisseur uniforme peut être réalisée. En outre, il convient de noter que l’angle oblique de l’échantillon peut être modifié tout en conservant le vide parce que le mandrin est orientable dans l’axe de z à l’intérieur de la chambre.

En conclusion, nous présentons un procédé de fabrication de films de couleur ultra-mince Depot en angle oblique avec un évaporateur de faisceau d’électrons. En outre, nous avons détaillé une méthode pour la conversion des propriétés optiques mesurées des échantillons fabriqués en informations de couleur et analysèrent, en termes de couleur, avec leurs coordonnées CIE. Ce processus utilisé pour mesurer et analyser les couleurs des échantillons fabriqués peut être également utile pour l’analyse des diverses autres structures de coloriage. Dans cette étude, on a observé des modifications de couleur selon l’épaisseur de la couche ultra mince et l’angle de la déposition. Nos structures de couleur ultra-mince peuvent être employée couramment pour diverses applications de couche mince comme électrodes flexible couleur, couche mince des cellules solaires et filtres optiques.

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Disclosures

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Acknowledgments

Cette recherche a été financée par des véhicules sans pilote Advanced Core Technology Research et programme de développement à travers le Unmanned véhicule Advanced Research Center (UVARC) financé par le ministère de la Science, les TIC et la planification Future, la République de Corée ( 2016M1B3A1A01937575)

Materials

Name Company Catalog Number Comments
 KVE-2004L Korea Vacuum Tech. Ltd. E-beam evaporator system
Cary 500 Varian, USA UV-Vis-NIR spectrophotometer
T1-H-10 Elma Ultrasonic bath
HSD150-03P Misung Scientific Co., Ltd Hot plate
Isopropyl Alcohol (IPA) OCI Company Ltd. Isopropyl Alcohol (IPA)
Buffered Oxide Etch 6:1 Avantor Buffered Oxide Etch 6:1
Acetone OCI Company Ltd. Acetone
4 inch Silicon Wafer Hi-Solar Co., Ltd. 4 inch Silicon Wafer (P-100, 1 - 20 ohm.cm, Single side polished, Thickness: 440 ± 20 μm)
2 inch Silicon Wafer Hi-Solar Co., Ltd. 2 inch Silicon Wafer (P-100, 1 - 20 ohm.cm, Single side polished, Thickness: 440 ± 20 μm)

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References

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