[發明專利]MgO薄膜電子束蒸發制備方法及裝置

無效

• 申請號: 200910027866.0
• 申請日: 2009-05-18
• 公開（公告）號: CN101565813A
• 公開（公告）日: 2009-10-28
• 發明（設計）人: 孫青云;朱立鋒;王保平;林青園
• 申請（專利權）人: 南京華顯高科有限公司
• 主分類號: C23C14/08
• 分類號: C23C14/08;C23C14/30
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司
• 代理人: 夏 平

技術領域

本發明涉及一種MgO薄膜制備方法和裝置，尤其是一種等離子顯示屏中 MgO薄膜的制備方法及裝置，具體的說是一種MgO薄膜電子束蒸發制備方 法及裝置。

背景技術

目前，在等離子顯示屏PDP技術中，惰性放電氣體被密封在分別具有掃 描電極和尋址電極的前后基板中，放電氣體被電離成等離子體，在此電離過 程中放電氣體被激發發射出紫外線，并且紫外線激發在特定位置放置的熒光 粉發射可見光。在電極表面需要形成一層厚度約20～30μm的介質層，起儲存 壁電荷以維持氣體放電同時也起絕緣作用。當電極間被施加特定波形的高頻 交流電壓，放電氣體被電離成等離子體，陽離子會射向陰極電極，而制作介 質層的材料通常耐離子轟擊能力很差。為了不使介質層被離子轟擊而迅速破 壞，在介質層表面還要再覆蓋一層保護膜，以保護介質層不受陽離子的轟擊。 這種保護膜首先要有很高的耐濺射性，由于保護膜直接和放電氣體接觸，保 護膜的電氣性能對等離子顯示屏的性能也有很大影響。

MgO材料通過合適的制備方法所形成的薄膜可以有很好的耐濺射性，同 時也具有很強的二次電子發射系數，因此，目前商業等離子顯示屏中都使用 MgO薄膜作為保護膜，特別是用電子束蒸發鍍膜的MgO薄膜，是當前商業 量產化MgO的唯一選擇，其他方法諸如溶膠凝膠法或直流濺射法都由于技術 實現或性能上的原因無法應用于實際使用中。如圖2所示，電子束蒸發MgO 乃是利用電子槍5在高壓電源6驅動下發射高能電子束槍束流7轟擊位于坩 堝3內的MgO原料2，使其形成MgO粒子流1，當粒子飛行到基板8上后冷 卻形成薄膜。

傳統的電子束蒸發MgO鍍膜不對蒸發發散角度限制，使蒸發出來的材料 粒子流1按Knudsen余弦分布向各個方向發射，實際達到基板8表面的粒子 只有很小一部分，大部分MgO材料都飛到真空室內壁10上；同時為了提高 均勻性，基片架9會按一定速度轉動，當多個電子槍同時工作時，不同條件 下同時制備薄膜無法實現。傳統的電子束蒸發MgO鍍膜提高成膜速率的方法 是加大電子槍束流7，由于可逆反應方程式的存在，MgO在高溫下會發生分 解：

2MgO＝2Mg+O₂

為了防止坩堝3中的MgO原料2分解，在坩堝3附近用管道4引入O₂使反應偏向于方程式向左邊進行。隨著電子槍束流7的增大，就需要通入更 多的O₂，使蒸發出來的MgO粒子流1會更多的與O₂分子發生碰撞而改變飛 行方向無法直接到達基板8表面，因此，實際的成膜致密性不佳，且效率反 而低下，同時通入O₂量的變化對最終薄膜的結晶性能產生影響，同時過高的 電子槍束流7還會使真空室的內壁10上的襯板上很快形成很厚的MgO層， 嚴重影響真空室環境，增加襯板的清洗成本。

發明內容

本發明的目的是針對傳統的電子束蒸發MgO鍍膜不對蒸發發散角度限 制，使蒸發出來的材料粒子流實際達到基板表面的量很小；無法實現多個電 子槍同時工作時，不同條件下同時制備薄膜；實際的成膜致密性不佳且效率 低下，影響真空室環境，增加襯板的清洗成本的問題，提出一種工藝穩定性 高、設備利用率高、減少對真空系統的污染和降低清洗襯板的成本的MgO薄 膜電子束蒸發制備方法及裝置。

本發明的技術方案是：

一種MgO薄膜電子束蒸發制備方法，它包括以下步驟：

a.將基板放置在蒸發源的正上方，設置成膜速率調整裝置調節基板與蒸 發源的距離范圍是30-60cm；

b.調節蒸發源上的蒸發角度控制裝置使得蒸發角在50°-130°范圍內， 調整好后，打開真空鍍膜機排氣；

c.鍍膜機排氣完畢，真空度達到1.0×10-3Pa后，打開電子槍電源使電子 槍發射電子束對蒸發源的MgO原料進行蒸發，同時打開氧氣引入管道控制氧 氣通入的方向對已真空的室內通入10-200Sccm的氧氣；

d.MgO原料蒸發的粒子從蒸發源發射出來，當蒸發粒子碰到基板時，冷 卻形成MgO薄膜。

本發明的蒸發源為裝有MgO原料的坩堝。

本發明的MgO薄膜電子束蒸發裝置為多個。