專利名稱：MgO薄膜電子束蒸發(fā)制備方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)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(shuō)是一種MgO薄膜電子束蒸發(fā)制備方 法及裝置。
背景技術(shù)：
目前，在等離子顯示屏PDP技術(shù)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(guò) 程中放電氣體被激發(fā)發(fā)射出紫外線，并且紫外線激發(fā)在特定位置放置的熒光 粉發(fā)射可見光。在電極表面需要形成一層厚度約20 30^im的介質(zhì)層，起儲(chǔ)存 壁電荷以維持氣體放電同時(shí)也起絕緣作用。當(dāng)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(yáng)離子會(huì)射向陰極電極，而制作介 質(zhì)層的材料通常耐離子轟擊能力很差。為了不使介質(zhì)層被離子轟擊而迅速破 壞，在介質(zhì)層表面還要再覆蓋一層保護(hù)膜，以保護(hù)介質(zhì)層不受陽(yáng)離子的轟擊。 這種保護(hù)膜首先要有很高的耐濺射性，由于保護(hù)膜直接和放電氣體接觸，保 護(hù)膜的電氣性能對(duì)等離子顯示屏的性能也有很大影響。
MgO材料通過(guò)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(shí)也具有很強(qiáng)的二次電子發(fā)射系數(shù)，因此，目前商業(yè)等離子顯示屏中都使用 MgO薄膜作為保護(hù)膜，特別是用電子束蒸發(fā)鍍膜的MgO薄膜，是當(dāng)前商業(yè) 量產(chǎn)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(shù) 實(shí)現(xiàn)或性能上的原因無(wú)法應(yīng)用于實(shí)際使用中。如圖2所示，電子束蒸發(fā)MgO 乃是利用電子槍5在高壓電源6驅(qū)動(dòng)下發(fā)射高能電子束槍束流7轟擊位于坩 堝3內(nèi)的MgO原料2，使其形成MgO粒子流1 ，當(dāng)粒子飛行到基板8上后冷 卻形成薄膜。
3傳統(tǒng)的電子束蒸發(fā)MgO鍍膜不對(duì)蒸發(fā)發(fā)散角度限制，使蒸發(fā)出來(lái)的材料 粒子流1按Kmidsen余弦分布向各個(gè)方向發(fā)射，實(shí)際達(dá)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(nèi)壁IO上；同時(shí)為了提高 均勻性，基片架9會(huì)按一定速度轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)多個(gè)電子槍同時(shí)工作時(shí)，不同條件 下同時(shí)制備薄膜無(wú)法實(shí)現(xiàn)。傳統(tǒng)的電子束蒸發(fā)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(yīng)方程式的存在，MgO在高溫下會(huì)發(fā)生分 解
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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02 使反應(yīng)偏向于方程式向左邊進(jìn)行。隨著電子槍束流7的增大，就需要通入更 多的02，使蒸發(fā)出來(lái)的MgO粒子流1會(huì)更多的與02分子發(fā)生碰撞而改變飛 行方向無(wú)法直接到達(dá)基板8表面，因此，實(shí)際的成膜致密性不佳，且效率反 而低下，同時(shí)通入02量的變化對(duì)最終薄膜的結(jié)晶性能產(chǎn)生影響，同時(shí)過(guò)高的 電子槍束流7還會(huì)使真空室的內(nèi)壁10上的襯板上很快形成很厚的MgO層， 嚴(yán)重影響真空室環(huán)境，增加襯板的清洗成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)傳統(tǒng)的電子束蒸發(fā)MgO鍍膜不對(duì)蒸發(fā)發(fā)散角度限 制，使蒸發(fā)出來(lái)的材料粒子流實(shí)際達(dá)到基板表面的量很??；無(wú)法實(shí)現(xiàn)多個(gè)電 子槍同時(shí)工作時(shí)，不同條件下同時(shí)制備薄膜；實(shí)際的成膜致密性不佳且效率 低下，影響真空室環(huán)境，增加襯板的清洗成本的問(wèn)題，提出一種工藝穩(wěn)定性 高、設(shè)備利用率高、減少對(duì)真空系統(tǒng)的污染和降低清洗襯板的成本的MgO薄 膜電子束蒸發(fā)制備方法及裝置。
本發(fā)明的技術(shù)方案是
一種MgO薄膜電子束蒸發(fā)制備方法，它包括以下步驟
a. 將基板放置在蒸發(fā)源的正上方，設(shè)置成膜速率調(diào)整裝置調(diào)節(jié)基板與蒸 發(fā)源的距離范圍是30-60cm;
b. 調(diào)節(jié)蒸發(fā)源上的蒸發(fā)角度控制裝置使得蒸發(fā)角在50° -130°范圍內(nèi)，調(diào)整好后，打開真空鍍膜機(jī)排氣；
c. 鍍膜機(jī)排氣完畢，真空度達(dá)到1.0X10-3Pa后，打開電子槍電源使電子 槍發(fā)射電子束對(duì)蒸發(fā)源的MgO原料進(jìn)行蒸發(fā)，同時(shí)打開氧氣引入管道控制氧 氣通入的方向?qū)σ颜婵盏氖覂?nèi)通入10-200Sccm的氧氣；
d. MgO原料蒸發(fā)的粒子從蒸發(fā)源發(fā)射出來(lái)，當(dāng)蒸發(fā)粒子碰到基板時(shí)，冷 卻形成MgO薄膜。
本發(fā)明的蒸發(fā)源為裝有MgO原料的坩堝。 本發(fā)明的MgO薄膜電子束蒸發(fā)裝置為多個(gè)。
一種MgO薄膜電子束蒸發(fā)制備裝置，其特征是它包括至少一個(gè)MgO薄 膜電子束蒸發(fā)裝置，所述的MgO薄膜電子束蒸發(fā)裝置安裝在真空室內(nèi)，它包 括成膜速率調(diào)整裝置、坩堝、蒸發(fā)角度控制裝置和電子槍，各成膜速率調(diào)整 裝置的一端安裝在真空室的頂部，另一端與相應(yīng)的所需制備MgO薄膜的玻璃 基板相連，在玻璃基板的正下方安裝有用于盛放MgO原料的坩堝，蒸發(fā)角度 控制裝置安裝在坩堝上，電子槍安裝在坩堝的下方。
本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明可以在不改變電子槍輸出電子束流的情況下有效的提高M(jìn)gO薄膜
的成膜速率，而對(duì)其他工藝參數(shù)沒(méi)有影響，保證了工藝的穩(wěn)定性。
本發(fā)明可以在一次制程過(guò)程中完成至少兩種不同工藝參數(shù)制備的MgO薄
膜，極大的提高了設(shè)備的利用率。
本發(fā)明可以減少蒸發(fā)材料在真空室內(nèi)壁襯板上的附著面積，減少對(duì)真空 系統(tǒng)的污染，降低清洗襯板的成本。
本發(fā)明可以在調(diào)整蒸發(fā)工藝中的工作壓強(qiáng)時(shí)，不會(huì)因?yàn)橐脒^(guò)多工作氣 體導(dǎo)致蒸發(fā)速率下降，保證工藝參數(shù)的可行性。


圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
如圖1所示， 一種MgO薄膜電子束蒸發(fā)制備方法，它包括以下步驟將 基板放置在蒸發(fā)源的正上方，設(shè)置成膜速率調(diào)整裝置101調(diào)節(jié)基板與蒸發(fā)源 的距離在30-60cm內(nèi)；然后，調(diào)節(jié)蒸發(fā)源上的蒸發(fā)角度控制裝置121使得蒸 發(fā)角在50° -130°范圍內(nèi)，調(diào)整好后，打開真空鍍膜機(jī)排氣；鍍膜機(jī)排氣完 畢，真空度達(dá)到l.OX 10'3Pa以后，打開電子槍電源601使電子槍501發(fā)射電 子束對(duì)蒸發(fā)源的MgO原料進(jìn)行蒸發(fā)，同時(shí)打開氧氣引入管道控制氧氣通入的 方向?qū)σ颜婵盏氖覂?nèi)通入10-200Sccm的氧氣；最后，MgO原料蒸發(fā)的粒子 從蒸發(fā)源發(fā)射出來(lái)，當(dāng)蒸發(fā)粒子碰到基板時(shí)，冷卻形成MgO薄膜。
本發(fā)明的蒸發(fā)源為裝有MgO原料的坩堝301 。
本發(fā)明的MgO薄膜電子束蒸發(fā)裝置為多個(gè)，所述的MgO薄膜電子束蒸 發(fā)裝置安裝在真空室12內(nèi)，它包括成膜速率調(diào)整裝置101、坩堝301、蒸發(fā) 角度控制裝置121和電子槍501，各成膜速率調(diào)整裝置101的一端安裝在真空 室12的頂部，另一端與相應(yīng)的所需制備MgO薄膜的玻璃基板相連，在玻璃 基板的正下方安裝有用于盛放MgO原料的坩堝301，蒸發(fā)角度控制裝置121 安裝在坩堝301上，電子槍501安裝在坩堝301的下方。
具體實(shí)施時(shí)
本發(fā)明的MgO薄膜電子束蒸發(fā)裝置為多個(gè)，如圖2所示，以一個(gè)MgO 薄膜電子束蒸發(fā)裝置為例，在真空室12內(nèi)裝有電子槍501、電子槍502和兩 個(gè)裝有MgO原料2的坩堝301、坩堝302，坩堝301對(duì)應(yīng)成膜速率調(diào)整裝置 101，坩堝302對(duì)應(yīng)成膜速率調(diào)整裝置102，玻璃基板801和玻璃基板802分 別安裝在兩個(gè)成膜速率調(diào)整裝置IOI、 102上。開始制備薄膜時(shí)，首先計(jì)算所 要制備的MgO薄膜需要的工藝參數(shù)，包括成膜速率，工作氣體壓強(qiáng)以及厚度， 可以設(shè)置兩組不同的工藝參數(shù)；其次根據(jù)需要的成膜速率分別設(shè)置成膜速率 調(diào)整裝置101、 102，然后根據(jù)玻璃基板801和玻璃基板802的尺寸以及成膜 速率調(diào)整參數(shù)101、 102分別所設(shè)置的值來(lái)計(jì)算柑堝301和柑堝302蒸發(fā)發(fā)散 角度的大小，為了使玻璃基板801和玻璃802上薄膜厚度均差值不超過(guò)士 10%，分別設(shè)置兩個(gè)蒸發(fā)角度控制裝置121、 122使蒸發(fā)發(fā)散角度與計(jì)算值吻合，當(dāng) 設(shè)置好后，打開真空鍍膜機(jī)開始工作，待真空系統(tǒng)排氣完畢后，打開電子槍 電源601和電子槍電源602使電子槍501和電子槍502發(fā)射電子束分別對(duì)塒 堝301和坩堝302內(nèi)的MgO原料2進(jìn)行蒸發(fā)，同時(shí)需要專用的氧氣引入管道 11控制氧氣通入的方向用對(duì)真空室12內(nèi)通入定量的氧氣，使其有利于成膜過(guò) 程中保護(hù)MgO原料不發(fā)生分解，同時(shí)也達(dá)到控制薄膜性能的要求。 本發(fā)明未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1、一種MgO薄膜電子束蒸發(fā)制備方法，其特征是它包括以下步驟a.將基板放置在蒸發(fā)源的正上方，設(shè)置成膜速率調(diào)整裝置(101)調(diào)節(jié)基板與蒸發(fā)源的距離范圍是30-60cm；b.調(diào)節(jié)蒸發(fā)源上的蒸發(fā)角度控制裝置(121)使得蒸發(fā)角在50°-130°范圍內(nèi)，調(diào)整好后，打開真空鍍膜機(jī)排氣；c.鍍膜機(jī)排氣完畢，真空度達(dá)到1.0×10-3Pa后，打開電子槍電源(601)使電子槍(501)發(fā)射電子束對(duì)蒸發(fā)源的MgO原料進(jìn)行蒸發(fā)，同時(shí)打開氧氣引入管道控制氧氣通入的方向?qū)σ颜婵盏氖覂?nèi)通入10-200Sccm的氧氣；d.MgO原料蒸發(fā)的粒子從蒸發(fā)源發(fā)射出來(lái)，當(dāng)蒸發(fā)粒子碰到基板時(shí)，冷卻形成MgO薄膜。
2、 根瑪權(quán)利要求1所述的MgO薄膜電子束蒸發(fā)制備方法，其特征是所述的 蒸發(fā)源為裝有MgO原料的坩堝(301)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的MgO薄膜電子束蒸發(fā)制備方法，其特征是所述的 MgO薄膜電子束蒸發(fā)裝置為多個(gè)。
4、 一種MgO薄膜電子束蒸發(fā)制備裝置，其特征是它包括至少一個(gè)MgO薄膜 電子束蒸發(fā)裝置，所述的MgO薄膜電子束蒸發(fā)裝置安裝在真空室(12)內(nèi)， 它包括成膜速率調(diào)整裝置(101)、坩堝(301)、蒸發(fā)角度控制裝置(121)和 電子槍(501)，各成膜速率調(diào)整裝置(101)的一端安裝在真空室(12)的頂 部，另一端與相應(yīng)的所需制備MgO薄膜的玻璃基板相連，在玻璃基板的正下 方安裝有用于盛放MgO原料的坩堝(301)，蒸發(fā)角度控制裝置(121)安裝 在坩堝(301)上，電子槍(501)安裝在坩堝(301)的下方。
全文摘要
一種MgO薄膜電子束蒸發(fā)制備方法及裝置，它包括至少一個(gè)MgO薄膜電子束蒸發(fā)裝置，安裝在真空室(12)內(nèi)，它包括成膜速率調(diào)整裝置(101)、坩堝(301)、蒸發(fā)角度控制裝置(121)和電子槍(501)，各成膜速率調(diào)整裝置(101)的一端安裝在真空室(12)的頂部，另一端與相應(yīng)的所需制備MgO薄膜的玻璃基板相連，在玻璃基板的正下方安裝有用于盛放MgO原料的坩堝(301)，蒸發(fā)角度控制裝置(121)安裝在坩堝(301)上，電子槍(501)安裝在坩堝(301)的下方。本發(fā)明具有工藝穩(wěn)定性高、設(shè)備利用率高、減少對(duì)真空系統(tǒng)的污染和降低清洗襯板的成本的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C23C14/30GK101565813SQ20091002786
公開日2009年10月28日 申請(qǐng)日期2009年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月18日
發(fā)明者孫青云, 朱立鋒, 林青園, 王保平 申請(qǐng)人:南京華顯高科有限公司