[發(fā)明專(zhuān)利]透明導(dǎo)電薄膜的常溫大面積沉積生產(chǎn)工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110273475.4
• 申請(qǐng)日: 2011-09-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102290338A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周鈞
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 周鈞
• 主分類(lèi)號(hào): H01L21/203
• 分類(lèi)號(hào): H01L21/203;H01L31/18
• 代理公司: 江蘇銀創(chuàng)律師事務(wù)所 32242
• 代理人: 何震花;王紀(jì)營(yíng)

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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太陽(yáng)能以及其他透明導(dǎo)電薄膜應(yīng)用等技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種透明導(dǎo)電薄膜的常溫大面積沉積生產(chǎn)工藝?。

背景技術(shù)

透明導(dǎo)電薄膜是一類(lèi)既透明又導(dǎo)電的特殊功能性薄膜，目前主要由In、Sn、Sb、Zn和Cd等的摻雜氧化物以及由In、Sn、Sb、Zn和Cd等的氧化物與Ag、Au等貴金屬薄膜相混合組成。他們具有禁帶寬、可見(jiàn)光譜區(qū)內(nèi)光的透射率高和電阻率低等共同的光學(xué)和電性能，目前廣泛用于顯示器、各種光電電子器件、觸摸屏、防輻射、建筑的節(jié)能保溫、交通工具上的防霧除霜和太陽(yáng)能等眾多領(lǐng)域。透明導(dǎo)電薄膜的工業(yè)化生產(chǎn)通常采用物理氣相沉積法或者化學(xué)氣相沉積法制備。無(wú)論是采用物理氣相沉積的方法制備透明導(dǎo)電薄膜還是采用化學(xué)氣相沉積的方法沉積透明導(dǎo)電薄膜，其最終都是確保所沉積的透明導(dǎo)電薄膜在和所用的基體有足夠的附著強(qiáng)度的前提下，滿(mǎn)足不同的光學(xué)和電性能。除了以上對(duì)透明導(dǎo)電薄膜產(chǎn)品的基本要求之外，在不同的應(yīng)用領(lǐng)域中，很多應(yīng)用都對(duì)透明導(dǎo)電薄膜的組成、結(jié)構(gòu)和缺陷等都提出了自己的特殊要求，而這些具體的不同要求都和透明導(dǎo)電薄膜的微觀結(jié)構(gòu)緊密相聯(lián)系。透明導(dǎo)電薄膜的微觀結(jié)構(gòu)是直接與薄膜的沉積方法、沉積設(shè)備、沉積工藝、沉積時(shí)的工作狀況和環(huán)境條件以及所用的沉積材料密切相關(guān)的。而為了滿(mǎn)足對(duì)透明導(dǎo)電薄膜的不同要求，以上在透明導(dǎo)電薄膜沉積時(shí)眾多要素是難于絕對(duì)的統(tǒng)一一致的，甚至有些很苛刻的獨(dú)特的沉積條件也是無(wú)法達(dá)到的。因此，幾乎所有的工業(yè)化透明導(dǎo)電薄膜的生產(chǎn)，在追求最便利和效益的前提下，通過(guò)提高薄膜沉積的溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)滿(mǎn)足對(duì)透明導(dǎo)電薄膜產(chǎn)品的不同要求。?另外，當(dāng)采用化學(xué)氣相沉積方法制備透明導(dǎo)電薄膜時(shí)，由于首先要滿(mǎn)足所用原料的化學(xué)反應(yīng)條件，一般都必須要加熱到一定的溫度。目前物理氣相沉積法制備透明導(dǎo)電薄膜多在真空條件下，加溫到350℃—400℃左右，而化學(xué)氣相沉積法制備透明導(dǎo)電薄膜更要加溫到500℃以上。過(guò)多的加熱不僅消耗大量的能源，增加成本，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備也提出許多的苛刻的要求。同時(shí)，由于在薄膜制備時(shí)始終處于高溫的狀況下，也就極大的限制了薄膜沉積所用基體材料的選用范圍，使得很多價(jià)格合理的高透明材料不能作為透明導(dǎo)電薄膜的基體運(yùn)用，也就相應(yīng)的提高了透明導(dǎo)電薄膜產(chǎn)品的成本和價(jià)格，而且更加限制了透明導(dǎo)電薄膜產(chǎn)品的應(yīng)用范圍。并且，在薄膜制備時(shí)始終處于高溫的狀況下，也會(huì)促使薄膜沉積所用基體材料的變形，改變了薄膜沉積所用基體材料的某些物理和化學(xué)性能，降低了透明導(dǎo)電薄膜產(chǎn)品的成品率。高溫設(shè)備的操作也給生產(chǎn)安全帶來(lái)問(wèn)題，會(huì)留下對(duì)生產(chǎn)一線(xiàn)人員生命保護(hù)和生產(chǎn)設(shè)備維護(hù)的不可預(yù)知的隱患。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種透明導(dǎo)電薄膜的常溫大面積沉積生產(chǎn)工藝，該工藝適合工業(yè)化自動(dòng)連續(xù)磁控濺射生產(chǎn)線(xiàn)，可在不同的材質(zhì)的基體上，大面積連續(xù)濺射批量生產(chǎn)不同類(lèi)型的多種透明導(dǎo)電薄膜產(chǎn)品。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明的透明導(dǎo)電薄膜的常溫大面積沉積生產(chǎn)工藝是，在真空腔體內(nèi)充入惰性氣體與其他氣體的混合氣體或僅充入為惰性氣體，通過(guò)所述混合氣體或惰性氣體氛圍內(nèi)的低壓等離子體氣體放電，在基體上形成透明導(dǎo)電薄膜，所使用的鍍膜設(shè)備是基于非平衡磁場(chǎng)連續(xù)磁控濺射鍍膜設(shè)備，該設(shè)備的磁極之間磁場(chǎng)強(qiáng)度互不相等構(gòu)成非平衡磁場(chǎng)的布置形式；靶材與基體的距離為15-25cm；作用在沉積靶材上的沉積電流控制在40～50A，相應(yīng)的沉積電壓為390～420V；流入真空腔體的惰性氣體流量為250～380sccm，采用混合氣體時(shí)，流入真空腔體的其他氣體的流量為流入真空腔體的惰性氣體流量的3～5%，其他氣體可以是氧氣、氫氣等氣體中的一種或多種混合物；通過(guò)所述的物理氣相沉積的工藝參數(shù)的優(yōu)化，并采用非平衡磁場(chǎng)布置形式促使形成透明導(dǎo)電薄膜的材料可以最大可能的按要求沉積在基體的表面。

進(jìn)一步，在所述真空腔體內(nèi)安裝可自由拆卸擋板形成雙通道。

進(jìn)一步，所述的沉積的靶材與基體之間的距離應(yīng)保持在20㎝。

進(jìn)一步，所述的惰性氣體的流量為300sccm。

進(jìn)一步，所述的電壓最好為400V。

本發(fā)明的有益效果是：