封裝

封裝

有機發光二極體專用的 Al2O3 / ZrO2 奈米層疊薄膜參考資料:Meyer, J. et al. Appl Phys Lett 94, 233305 (2009)。

封裝和阻礙層是原子層沉積 (ALD) 最為成功的應用層面,運用在量產方面,則可滿足最嚴苛應用層面的要求(例如 OLED 或軟性電子)。原子層沉積 (ALD) 能夠實現獨特的稠密、無針孔薄膜,因此受到客戶青睞,選擇此技術來取得高品質、極薄的防潮層和抗氧化薄膜。沉積奈米層疊薄膜且達到原子等級的厚度控制能力,可以展現絕佳的滲透性,一天的水滲透率更能低於 1E-6 g/m2,即使是複雜的 3D 奈米和微結構,原子層沉積 (ALD) 卓越的勻稱性也能提供全面覆蓋,因此非常適合用於 MEMS / NEMS 應用層面。薄膜屬性也可以調整,在肉眼辨識下能維持光學透明和清晰,因此適合用來防護性鍍製貴重金屬和工藝品。

薄膜封裝

Veeco Cambridge Nanotech 在封裝和阻礙層專用原子層沉積 (ALD) 薄膜發展向來處於領先地位。Carcia 和 Meyer 在 Savannah® 原子層沉積 (ALD) 平台的開創性工作,展現出原子層沉積 (ALD) 的潛力,能夠符合最嚴苛的封裝規定,一天的水滲透率更可低於 1E-6g/m2。我們的科學家在 MLD(分子層沉積)所沉積的複合有機/無機薄膜發展擁有多年經驗,整合有機層(例如 Alucone 或 Zircone)至無機氧化物基質。此類複合材料能夠提供更有彈性的薄膜,同時擁有優異的不可穿透性。

此類薄膜的低熱積存和極薄特質對於最嚴苛應用層面(例如 OLED)或有機基材的軟性電子應用(例如 PEN 或 PET 等)的量產極為重要。

透過原子層沉積 (ALD) 的封裝也可以提供金屬絕佳的氧化阻礙,並己成功地用在防護硬幣、工藝品和其他氧化敏感材料方面。

原子層沉積 (ALD) 對封裝的優勢

  • 原子厚度控制和勻稱度
    即使是複雜的 3D 奈米結構,也能以絕佳的均勻性和一致性沉積子微米奈米層疊氧化物。
  • 稠密的無針孔薄膜
    配合 WVTR 可實現薄膜,一天低於 1E-6 g/m2。
  • 低熱積存
    原子層沉積 (ALD) 薄膜可以在低於攝氏 100˚C 的條件下進行沉積,適合用於有機電子應用層面。
  • 隨時可投入生產
    您在研發中所開發的薄膜隨時可投入生產。

原子層沉積 (ALD) 薄膜能夠提供最佳的防潮薄膜,滿足最嚴苛應用層面的要求(例如 OLED),針對薄於 50 奈米的薄膜,一天的水氣滲透率更可低於 1E-6 g/m2。

參考資料:Advanced Materials 2009, 21, 1845-1849

先進薄膜阻礙層是 MEMS 和 OLED 封裝所需。原子層沉積 (ALD) 能夠實現極薄封裝,並展現一流的勻稱度和厚度控制,因此成為軟性電子的首選技術。

原子層沉積 (ALD) 能夠沉積多組件奈米層疊氧化物,結合 Al2O3 絕佳的防潮效能與替代氧化物(例如 HfO2、ZrO2 或 SiO2)在水體環境中的耐蝕屬性。

奈米層疊氧化物在 80˚C 的條件下沉積於 Savannah®,作為低成本 OLED 的封裝。

  1. Meyer, J. et al. (2009) Applied Physics Letters, 94(23), 233305
  2. Meyer, J. et al. (2009) Advanced Materials, 21(18), 1845–1849

水氣滲透率 (WVTR) 對層厚度的影響。40 奈米薄膜在 80˚C 的條件下,一天的 WVTR 為 3.2E-4 g/m2,而在室溫條件下,一天的 WVTR 相當於 8.7E-7 g/m2。

參考資料:Meyer, J. et al. Applied Physics Letters, 96, 243308 (2010)。

透過原子層沉積 (ALD) 的封裝可以運用在各種廣泛的應用層面。如上述範例,HfO2 用來保護 2D MoS2 感測器,避免受到環境影響,同時能維持裝置記錄的響應度和敏感性。

參考資料:Kufer, D. & Konstantatos, G.. Nano Lett 15, 7307–7313 (2015)。

針對貴重金屬和工藝品,原子層沉積 (ALD) 非常適合提供符合成本效益且抗灰暗的塗層。此技術隨時可投產,符合成本效益的解決方案能夠滿足您的量產需求。

710 奈米 Al2O3/ ZrO2 奈米層疊沉積於 GaAs 光致發光奈米模槽探棒上。此裝置用來探測單細胞,而原子層沉積 (ALD) 奈米層疊可以在不改變裝置回應的情況下,防止水介質中的光致氧化。

Shambat, G. et al. Single-cell Photonic Nanocavity Probes. Nano Lett 130206113907001 (2013)

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參考資料 - 在 Veeco CNT 原子層沉積 (ALD) 平台上完成的最新出版品

  1. Wegler, B., et al., (2014). Influence of PEDOT:PSS on the effectiveness of barrier layers prepared by atomic layer deposition in organic light emitting diodes. JVST A, 33(1), 01A147.
  2. Warnat, S., Forbrigger, C., Hubbard, T., Bertuch, A., & Sundaram, G. (2014). Thermal MEMS actuator operation in aqueous media/seawater: Performance enhancement through atomic layer deposition post processing of PolyMUMPs devices. JVST A, 33(1), 01A126. doi:10.1116/1.4902081
  3. Carcia, P. F, et al.,. (2013). Effect of early stage growth on moisture permeation of thin-film Al2O3 grown by atomic layer deposition on polymers. JVST A, 31(6), 061507. doi:10.1116/1.4816948
  4. Clark, M. D., et al., Ultra-thin alumina layer encapsulation of bulk heterojunction organic photovoltaics for enhanced device lifetime. Organic Electronics, 15(1), 1–8. doi:10.1016/j.orgel.2013.10.014
  5. Carcia, P. F., et al. (2012). Permeability and corrosion in ZrO2/Al2O3 nanolaminate and Al2O3 thin films grown by atomic layer deposition on polymers. JVSTA, 30(4), 041515–041515–5. doi:10.1116/1.4729447
  6. Carcia, P. F., McLean, R. S., Sauer, B. B., & Reilly, M. H. (2011). Atomic Layer Deposition Ultra-Barriers for Electronic Applications—Strategies and Implementation, 11(9), 7994–7998. doi:10.1166/jnn.2011.5075
  7. Chang, C.-Y., & Tsai, F.-Y. (2011). Efficient and air-stable plastics-based polymer solar cells enabled by atomic layer deposition. Journal of Materials Chemistry, 21(15), 5710. doi:10.1039/c0jm04066e
  8. Carcia, P. F., et al. (2010). Encapsulation of Cu(InGa)Se2 solar cell with Al2O3 thin-film moisture barrier grown by atomic layer deposition. Solar Energy Materials and Solar Cells, 94(12), 2375–2378. doi:10.1016/j.solmat.2010.08.021
  9. Carcia, P. F., et al. (2010). Permeation measurements and modeling of highly defective Al2O3 thin films grown by atomic layer deposition on polymers. Applied Physics Letters, 97(22), 221901. doi:10.1063/1.3519476
  10. Meyer, J., and al., (2010).The origin of low water vapor transmission rates through Al2O3/ZrO2 nanolaminate gas-diffusion barriers grown by atomic layer deposition. Applied Physics Letters, 96(24), 243308–243308–3.
  11. Sarkar, S., et al., (2010). Encapsulation of organic solar cells with ultrathin barrier layers deposited by ozone-based atomic layer deposition. Organic Electronics, 11(12), 1896–1900. doi:10.1016/j.orgel.2010.08.020
  12. Meyer, J., et al., (2009). Al2O3/ZrO2 Nanolaminates as Ultrahigh Gas-Diffusion Barriers-A Strategy for Reliable Encapsulation of Organic Electronics. Advanced Materials, 21(18), 1845–1849. doi:10.1002/adma.200803440
  13. Meyer, J. et al. (2009). P-157: Highly-Efficient Gas Diffusion Barriers Based on Nanolaminates Prepared by Low-Temperature ALD. SID Symposium Digest of Technical Papers, 40(1), 1706. doi:10.1889/1.3256661
  14. Meyer, J., et al. (2009c). Reliable thin film encapsulation for organic light emitting diodes grown by low-temperature atomic layer deposition. Applied Physics Letters, 94(23), 233305. doi:10.1063/1.3153123
  15. Chang, C.-Y., et al., Thin-film encapsulation of polymer-based bulk-heterojunction photovoltaic cells by atomic layer deposition. Organic Electronics, 10(7), 1300–1306. doi:10.1016/j.orgel.2009.07.008
  16. Görrn, P., Riedl, T., & Kowalsky, W. (2009). Encapsulation of Zinc Tin Oxide Based Thin Film Transistors. The Journal of Physical Chemistry C, 113(25), 11126–11130. doi:10.1021/jp9018487
  17. Kim, N. (2009). Fabrication and characterization of thin-film encapsulation for organic electronics. PhD Dissertation, Georgia Tech – http://hdl.handle.net/1853/31772
  18. Kim, N., et al., (2009). A hybrid encapsulation method for organic electronics. Applied Physics Letters, 94(16), 163308. doi:10.1063/1.3115144
  19. Potscavage, W. J., Yoo, S., Domercq, B., & Kippelen, B., (2007). Encapsulation of pentacene/C60 organic solar cells with Al2O3 deposited by atomic layer deposition. Applied Physics Letters, 90(25), 253511. doi:10.1063/1.2751108