R2R ALD、循環式磊晶沉積系統、奈米薄膜沉積技術、奈米技術

R2R ALD

R2R ALD 原理

(R2R ALD)是為了解決傳統原子層沉積(ALD)的低沉降速度問題而開發的設備,專門用來加工卷材,傳統的批次式原子層沉積設備,每次只能放入單一一片基板,依次循環通入通入反應氣體,雖然具備絕佳的膜厚精準控制能力以及優良的品質,但每個循環時間長達數分鐘至數十分鐘,這使得原子層沉積的應用範圍一直無法普及,直至本公司成功的開發了R2R ALD系統得以完美的解決困擾業界已久的問題。

R2R ALD 基本特徵

由於ALD是由表面反應機制來成長薄膜,因此並不會有氣相中的複雜反應,所以,反應是由前驅物(pre-cursor)以及共反應物所決定,藉此,可以得到高純度的組成。另外一個特點是在控制合宜的條件下,氣體可以擴散並吸附在不平整表面的工件上,甚至是多孔性材質。以上的兩點特徵理應帶給了ALD 極大的應用潛力,卻受制於緩慢而令人無法接受的鍍膜速率。

R2R ALD 特性

R2R ALD是為了解決上述傳統ALD的問題而誕生的全新科技,我們最新的氣體分配系統搭配特別優化過的卷對卷張力控制系統,使我們可以從金屬箔材到塑膠膜都可以在同一設備實施連續式的加工,具有極高的成膜速率與ALD既有的成膜品質。

光學薄膜

TiCl4+H2O and TMA(Al-(CH3)4,在100℃成長TiO2,Al2O3 所堆疊的光學膜可以在 PET 上成長出反射層,例如將525nm的波段反射最大化

保護層

強化玻璃的改質,R2R ALD可以填補表面隙縫狀的孔隙,使這些缺陷不至於成為破裂的起始點大幅改善了玻璃的強度,如圖示

鋰電池

鋰離子電池的正負極以及隔離膜實際上是一種多孔性材質,R2R ALD的獨特設計使得對於電池的卷材,無論是正負或隔離膜的加工變為可能。下圖為鋰離子電池的負極結構,左邊是正面的上視圖,右邊是側面剖視圖,既有的化學或物理氣相沉積方式都無法對多孔性材料的內部實施加工,只能在表面成長一層鍍層,而我們的R2R ALD 則可以輕鬆地在內部與表面均勻地鍍上一層氧化鋁或氧化鈦,從眾多的文獻報告可知,這樣的金屬氧化物鍍層可以充分的保護塗佈在電極上活物,從而大幅提高電池的充放電特性以及壽命,尤其是在高溫下的操作。

上圖-(a) 為沒有包覆保護層的電池電極上的活物,我們可以看到顆粒狀的活物在充放電循環中逐漸崩解,不但減少了電池容量同時也增加了電池的內阻抗,提高了溫度進而引發了更多的副反應。反觀具有保護層的活物,這個過程相對平緩很多。

上圖可以看到具有保護塗層的電池期循環壽命具有大幅的提升。