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Eigenschaften von Barriereschichtsystemen aus gesputterten Zink-Zinn-Oxid und mittels arcPECVD hergestellten SiOxCyHz-Plasmapolymerschichten

  • Aufgrund der immer größer werdenden Bedeutung von organischen Materialien in der Halbleiterindustrie und der Elektronik wächst die Anforderung an leistungsstarke Permeationsbarriereschichten, um die Lebensdauer von organischen Bauteilen durch ein Abschirmung von Wasserdampfeinflüssen zu verlängern und die Produktion wirtschaftlicher zu gestalten. Im Mittelpunkt dieser Arbeit stand vor allem die Barrierewirkung eines Schichtsystems mit mittels arcPECVD hergestellter siliziumhaltiger Plasmapolymer Zwischenschichten verschiedener Zusammensetzungen (verschiedenen Versuchsparametern) bei gleichbleibendem Monomer-Fluss und in variablen Schichtsystemen. Hierfür wurden zunächst die Einzelschichten grob auf ihre Zusammensetzung und ihre Schichtspannung, abhängig von den Herstellungsparametern der Schicht, betrachtet. Ausgehend davon wurden verschiedene Schichtsysteme auf eine PET Folie aufgebracht und hinsichtlich ihrer Barrierewirkung und Oberflächenrauheit untersucht. Dabei wurde deutlich, dass Barrieresysteme mit einer Zink-Zinn-Oxid (ZTO) Schicht (Barriereschicht) beginnen müssen, um eine Barrierewirkung erzielen zu können. Eine direkt darauf aufgebrachte arcPECVD Schicht wirkt wie eine Schutzschicht und kann die Wasserdampfdurchlässigkeit nach dieser ersten ZTO Schicht bereits um ein 4-faches verringern. Weitere Schichtstapel, bestehend aus einer ZTO und einer entsprechend dicken arcPECVD Schicht, bringen weitere Verringerungen der Wasserdampfdurchlässigkeit. Die erste arcPECVD Schicht bringt die größte Veränderung des Barrierewertes.
  • Organic materials attract increasing interest in the semiconductor industry and electronics, but must be protected from water vapor and oxygen. The requirements on the efficiency of barrier layers are increasing to further the shelftime of organic devices by shielding them from influences by water vapor and raise the productivity. This Thesis adresses the barrier function of multilayer systems using the same monomer (HMDSO) but different layer compositions of the arcPECVD layer. Accordingly different layer-systems have been deposited on a polymer film and their permeation barrier performance and surface properties were investigated. The most important result is propably that the ZTO-layer (barriere layer) needs to be the first one to be deposited on the substrate to achieve a low water vapor transmission rate(WVTR). An arcPECVD- layer directly on top the ZTO-layer can reduce the WVTR by the factor of 4 compared to a single ZTO layer. Additional ZTO and SiOxCyHz-layers of appropriate thickness can further reduce the WVTR.

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Metadaten
Author:Susann Noack
Advisor:Jürgen Grimm, John FahlteichGND
Document Type:Bachelor Thesis
Language:German
Name:Fraunhofer Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP
Winterbergstraße 22, 01277 Dresden
Date of Publication (online):2018/02/22
Year of first Publication:2015
Publishing Institution:Westsächsische Hochschule Zwickau
Date of final exam:2015/03/30
Release Date:2018/02/22
Tag:PECVD; Permeationsbarrieren; Plasma; Vakuumbeschichtung
Page Number:34 Seiten, 28 Abb., 9 Tab., 21 Lit.
Faculty:Westsächsische Hochschule Zwickau / Elektrotechnik