Refine
Has Fulltext
- no (4)
Document Type
- Article (2)
- Bachelor Thesis (1)
- Master's Thesis (1)
Institute
Abstract
This article presents a cost-effective ultraviolet-ozone cleaner (UV/O3 Cleaner) for surface pre-treatment of substrates in the field of semiconductor technology. The cleaner consists of two chambers, the upper one contains the electronics, including the time counter. The lower chamber contains the two UV sterilisation lamps and a UV reflector of anodized aluminium, which confines the area of high Ozone concentration in the area of interest. The device is successfully used for surface cleaning and modification of different materials. To this end, the two important wavelengths 253.7 nm (excitation of organic residues) and 184.9 nm (production of ozone from the atmospheric environment as a strong oxidant) were first detected. The effectiveness of UV/O3 cleaning is demonstrated by improving the properties of indium tin oxide (ITO) for OLED fabrication. The contact angle of water to ITO could be reduced from 90° to 3° and for diiodomethane, it was reduced from 55° to 31° within the 10 min of irradiation. This greatly improved wettability for polar and non-polar liquids can increase the flexibility in further process control. In addition, an improvement in wettability is characterized by measuring the contact angles for titanium dioxide (TiO2) and polydimethylsiloxane (PDMS). The contact angle of water to TiO2 decreased from 70° to 10°, and that of diiodomethane to TiO2 from 54° to 31°. The wettability of PDMS was also greatly increased. Here, the contact angle of water was reduced from 109° to 24° and the contact angle to diiodomethane from 89° to 49°.
Article Highlights
We report a cost-effective dry-cleaning device for surface cleaning and modification based on ultraviolet-ozone irradiation.
Contact angle measurements show an increase of wettability for different materials due to surface modification.
The UVO3 pre-treatment improves layer formation and optoelectrical properties of OLEDs.
Als eines der vielversprechendsten Verfahren zur konformen Abscheidung von Schichten im Nanometerbereich wird in dieser Arbeit die plasmagestützte Atomlagenabscheidung von Titannitrid untersucht. Ziel ist es einen reproduzierbaren Prozess zur Abscheidung von Schichten zur Standzeitverlängerung für Fräser und Bohrer mit sehr kleinem Durchmesser (ca. 0,3mm) einzuführen und zu optimieren. Als Präkursoren wurden Titantetrachlorid und ein Ammoniak-Plasma verwendet. Untersucht wurde der Einfluss verschiedener Prozessparameter auf das Schichtwachstum und die Eigenschaften der erzeugten Schichten
Titandioxid ist auf Grund seiner photokatalytischen Aktivität eines der vielversprechendsten Materialien für Anwendungen in der Luft- und Wasserreinhaltung. Zudem eignet es sich auf Grund der einfach zu bewerkstelligenden Synthese, der kostengünstigen Anschaffung und des unschädlichen Charakters für großindustrielle Anwendung. So ist die Anwendung von dünnen Titandioxid-Schichten auf organischen Lichtemissionsdioden zur Herstellung von luft-rein-haltenden Lichtquellen eine zukunftsträchtige Methode zur Verbesserung der Luftqualität in geschlossenen Räumen, wie Büros und Kraftfahrzeugen.
Da die Stärke photokatalytischer Effekte stark von der Phase des Titandioxids abhängig ist, sind im Zuge dieser Arbeit zwei unterschiedliche Verfahren zur Herstellung dieses Materials auf die damit generierbaren Phasen hin untersucht worden. Explizit handelt es sich bei den Verfahren um die Radiofrequenz-Kathodenzerstäubung in Dioden-Anordnung und die Atomlagenabscheidung. Die Phasenzusammensetzung wurde über die Ermittlung der Bandlückenenergie, sowie durch Röntgendiffraktometrie unter streifendem Einfall bestimmt. So zeigte sich nach Abscheidung eine Mischung aus Rutil, Anatas und amorphen Bestandteilen für mit Kathodenzerstäubung hergestellte Schichten. Die Kristallinität der Proben hängt dabei von Prozessparametern, wie Druck und Plasmaleistung ab. ALD-Schichten zeigen im Gegensatz dazu hauptsächlich Anatas-Kristallite oder sind vollständig Amorph.
Ebenso beschäftigt sich die Arbeit mit der Möglichkeit Titandioxid-Schichten in ihrer Phase durch Millisekunden-Blitzlicht-Behandlung zu manipulieren. Hierfür ist ein Blitzlicht-Reaktor geplant und konstruiert worden, welcher Xenon-Endladungs-Blitze mit einer Intensität von 199,6 kW/m^2 in Probenabstand generiert. Damit sind Temperaturanstiege von ca. 2400°C im Zeitraum von 5 Millisekunden möglich. Im Zuge dieser Arbeit konnten jedoch keine Auswirkungen der Blitzlichtbehandlungen auf die Phasenzusammensetzung der Schichten nachgewiesen werden.