MgO学习资料培训PPT课件

2020 4 14 MgOforACPDP 工艺设备部学习资料2009年10月10日发布 2020 4 14 P 提纲 PDP中MgO膜的作用MgO晶体结构和物理化学特性二次电子放出系数靶材 氧化镁的各种特性保护膜的制作方法 2020 4 14 P 一 PDP中MgO膜的作用 PDP 2020 4 14 P 2020 4 14 P MgOProtectionLayerinACPDP 2020 4 14 P PDP对保护膜特性的要求 耐离子溅射 二次电子发射系数高 大面积均匀 膜层致密 洁净 2020 4 14 P 二次电子发射系数高 表面电阻率及体电阻率高 s 1012 v 1011 m 耐离子轰击 击穿强度高 E 8 10 106v m 与介质层的膨胀系数相近 放电延迟小 易于制备 WhyMgO 2020 4 14 P WhyMgO 2020 4 14 P 第一是对放电溅射具有保护膜的作用 PDP中MgO膜的作用 2020 4 14 P 图一表示在没有保护膜 MgO膜 的状态下 介质层暴露在Xe气体放电中 放电电压的上升倾向 图一 2020 4 14 P 第二是有降低放电电压的作用 PDP中MgO膜的作用 2020 4 14 P 图二 图二表示在有保护膜的状态下 放电电压稳定 且耐溅射材料中MgO降低放电电压的功效最大 2020 4 14 P 保护介质层和显示电极 延长显示器的寿命 高的二次电子发射系数 降低器件的着火电压 增加工作电压的稳定性 减小放电的时间延迟 PDP中MgO膜的作用 2020 4 14 P 二 MgO晶体结构和物理化学特性 2020 4 14 P 1 MgO是一种面心立方晶体 其晶格常数为4 213 禁带宽度为6 7 8eV 逸出功为6 85eV 8 65eV 2 熔点为2827 坚硬耐久 必须使用电子枪蒸发因该材料升华而制膜 1 物理特性 2020 4 14 P 3 折射率为1 7 对紫外区强烈的吸收 对可见光区透明 4 介电常数为9 10 表面电阻率 s 1012 口 体电阻率高 v 1011 1013 m 5 由于大气CO2的干扰 MGO暴露表面形成一模糊的浅蓝的散射表层 2020 4 14 P 粉末状MgO的X射线衍射图 主要以 111 200 220 三种晶面取向存在 三种晶面的衍射峰位置分别在2 36 7 42 8 和62 2 附近 衍射峰之间的高度之比为 111 200 220 1 20 16 2020 4 14 P MgO的晶体结构 2020 4 14 P 在室温下空气中发生以下反应 在高温下将发生以下反应 2 化学性质 2020 4 14 P 在室温下空气中 MgO薄膜极易吸水 水以游离态和化合态存在 化合态的水主要是以Mg OH 2羟基化合物的形式存在 MgO薄膜还会与大气中二氧化碳发生反应生成MgCO3MgO膜表面还会吸附大量的气体 如O2 H2等气体 MgO薄膜表面产生的这些化合物和吸附的气体 将引起离子碰撞二次电子发射系数降低和放电气体成分的改变 导致PDP着火电压升高 2020 4 14 P 2020 4 14 P 三 二次电子放出系数 r 2020 4 14 P 二次电子放出系数 r 二次电子放出系数 r 是MgO膜被离子轰击时产生的二次电子的发生效率 PDP中 正离子轰击MgO发生二次电子 二次电子进一步与原子碰撞发生二次电子 这个过程短时间内急剧增加 从而发生放电 2020 4 14 P 2020 4 14 P 2020 4 14 P 2020 4 14 P 2 耙材 MgO 氧化镁 的各种特性 2020 4 14 P MgOpellet 为了提高成膜速度 通常MgO不是晶块而是用粒状型 试料粒子有单晶体 多晶体 烧结体等 对材料有 1 高纯度 2 机械强度 3 粒径均匀性 4 吸湿性低等要求 一般颗粒是3 5mm的长方体 2020 4 14 P SEMPhotographs 2020 4 14 P CharacteristicsofMgOFilm 2020 4 14 P Depositionrate 单晶和多晶混合体 2020 4 14 P SplashingfromMgOpellets 2020 4 14 P Features 多晶体 2020 4 14 P 保护膜的制作方法 2020 4 14 P PDP介质保护膜制备方法 2020 4 14 P 电子束蒸度法 EB法 EB法是将来自灯丝阴极的电子束照射蒸发材料使之蒸发 蒸镀到置于相对方向的基板上成膜 EB法是现阶段用于PDP量产的唯一方法 理由是较高的成膜率 能形成大面积的性能均匀的膜 EB法制备的MgO薄膜的结构呈现出明显的结晶面择优取向 由于相对于其它结晶取向来说 结晶面择优取向的MgO薄膜最能降低PDP的着火电压 2020 4 14 P 主要制作材料 纯氧化镁膜料蒸发前的本底真空度 10 4Pa 蒸发过程中通入氧气 薄膜厚度的不均匀度要求 7 以内 电子束蒸发镀膜装示意图 2020 4 14 P 通常蒸镀不是在高真空中 而是在氧气气氛中进行的 因为若在真空中蒸镀 比起Mg原子来 O原子会有不足 一般的成膜条件为基板温度200 左右 膜厚为6000 9000 用EB法制成的MgO膜 透射率几乎为100 2020 4 14 P SEMofMgOfilm 2020 4 14 P 工业用蒸发源需符合以下要求 能够蒸发大量镀料且具有高蒸发速率 蒸发速率容易控制 可长时间稳定工作 寿命长 容易检查和维修 设备费用和运行费用低廉 2020 4 14 P 蒸发速率 基片温度 蒸发原子入射方向 基片表面状态 真空度等 电子束蒸镀中 影响薄膜特性的主要因素 2020 4 14 P 离子镀法 Ionplating 2020 4 14 P 离子镀是将真空中产生的等离子束照射到蒸发材料上 使蒸发粒子电离而成膜的方法 蒸发材料无论块状 粒状都行 因为电离率高 所以具有 1 成膜速率快达1500 min 2 可形成微密的膜 3 结晶度和结晶取向等能够控制 4 形成的膜和基板的附着力高 5 溅污和缺陷少等特点 为了能在比EB法的100倍左右的大电流 1 100左右的低电压下驱动 必须有电流反馈机构 使装置的构造变得复杂 这是个缺点 为此还不能用在量产线上 2020 4 14 P 厚膜印刷法 Y S Kimetal SID 05Tech Digest pp1236 1239 2005 2020 4 14 P 用印刷制成的MgO膜因含有大量的低熔点玻璃成分 导致放电的阴极功能 二次电子发射 不稳定 所以真正的实用化尚有待时日 经过印刷 干燥 烧结得到厚膜0 3um的MgO膜 其放电特性 着火电压 放电维持电压 和透过率与EB法形成的膜相比仅略有下降 今后充分实用化是可能的 2020 4 14 P 溅射沉积法 S G Kimetal ThinSolidFilms 377 378 2000 pp694 698 2020 4 14 P 溅射法在膜质上大致能获得满意的特性 从耐溅射性高的MgO的特性来看与