一種制備azo透明導(dǎo)電膜的磁控濺射裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種制備AZO透明導(dǎo)電膜的磁控濺射裝置，改變了磁控濺射工藝中磁場(chǎng)的引入方式，通過一個(gè)電磁線圈引入與電場(chǎng)正交的磁場(chǎng)，電磁線圈內(nèi)還設(shè)有外接加熱電源、電位電源的鎢絲，鎢絲與電位電源的負(fù)極相連，并連接到接地銅板，使鎢絲的電位為負(fù)，與接地的真空室之間形成電場(chǎng)，控制鎢絲發(fā)射的熱電子的運(yùn)動(dòng)軌跡更長(zhǎng)，從而更加有效地與氬氣分子進(jìn)行碰撞電離；不銹鋼基底外接電源的負(fù)極，確保不銹鋼基底為負(fù)電位，可以降低表面勢(shì)壘，利用場(chǎng)致效應(yīng)產(chǎn)生更多的電子與氬氣分子碰撞，氬氣的離化率提高到70~80%。
【專利說明】—種制備AZO透明導(dǎo)電膜的磁控濺射裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及透明導(dǎo)電薄膜制備【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種制備AZO透明導(dǎo)電膜的磁控濺射裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，氧化鋅(ZnO)基的透明導(dǎo)電薄膜吸引了很多的注意力，典型的用途包括，薄膜太陽(yáng)能電池、平板顯示、柔性電子產(chǎn)品等。提高ZnO導(dǎo)電性的摻雜元素有許多，但摻鋁的是最有前途的之一?？梢灾苽滗X摻雜氧化鋅(AZO)薄膜的方法很多，包括化學(xué)氣相沉積法(CVD)、物理氣相沉積法(PVD)、溶膠凝膠法、噴涂法等。各種方法的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)不一。由于在半導(dǎo)體集成電路等電子器件制備方面的成功，磁控濺射方法是最有希望用于AZO的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)方法之一。所以，國(guó)內(nèi)外對(duì)于磁控濺射制備的AZO薄膜給予了相當(dāng)多的關(guān)注。
[0003]不管其技術(shù)種類和細(xì)節(jié)，通常而言，離化率較高的制備方法，獲得的AZO薄膜的導(dǎo)電性與透過率越好。而現(xiàn)有磁控濺射技術(shù)中，只是通過陰極發(fā)射出電子，氬氣的離化率只有30%左右，相對(duì)較低，對(duì)氬氣的利用率與靶材轟擊效果以及所制備的AZO薄膜的光電性能有待進(jìn)一步提聞與改進(jìn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]針對(duì)現(xiàn)有磁控濺射技術(shù)中氬氣離化率較低、成膜光電性能有待改善的問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種可以顯著提高氬氣離化率的磁控濺射裝置，實(shí)現(xiàn)高速沉積透明導(dǎo)電薄膜的同時(shí)，獲得優(yōu)異光電性能。
[0005]本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的，一種制備AZO透明導(dǎo)電薄膜的磁控濺射裝置，包括真空室1，氣體流量控制器14，真空泵組15，真空室1內(nèi)設(shè)有襯底板4，襯底加熱器5，AZO靶材8，不銹鋼基底(9)和絕緣板10，其特征在于，所述真空室1內(nèi)設(shè)有電磁線圈2，電磁線圈2外接線圈電源3，所述襯底板4，AZO靶材8，不銹鋼基底9和絕緣板10均設(shè)置于所述電磁線圈2內(nèi)，所述電磁線圈2內(nèi)還設(shè)有外接加熱電源11、電位電源12的鎢絲6，鎢絲6與電位電源12的負(fù)極相連，并連接到接地銅板16，使鎢絲6的電位為負(fù)，與接地的真空室1之間形成電場(chǎng)。
[0006]進(jìn)一步的，所述不銹鋼基底9通過導(dǎo)線連接基底電源13的負(fù)極并與接地銅板16相連，使不銹鋼基底9的電位為負(fù)。
[0007]進(jìn)一步的，真空室1內(nèi)設(shè)有鎢絲支架7，鎢絲6安裝在鎢絲支架7上。
[0008]進(jìn)一步的，所述電磁線圈的匝數(shù)為50-80匝。
[0009]進(jìn)一步的，所述鎢絲設(shè)置于AZO靶材上方3-5cm處。
[0010]AZO靶材的成份質(zhì)量比為，ZnO:Α1203=98%:2%，襯底加熱溫度為200°C，通過氣體流量控制器控制氬氣的流量為200SCCm，利用真空泵控制工藝氣壓為5~10Pa ；
[0011]調(diào)整基底電源的電壓為60(T800V，使不銹鋼基底利用場(chǎng)致發(fā)射效應(yīng)在周圍產(chǎn)生電子發(fā)射，碰撞氬氣分子使之電離，實(shí)現(xiàn)輝光放電；調(diào)節(jié)加熱電源的電壓控制通過鎢絲的電流為20-30Α ;調(diào)整線圈電源的電壓，控制通過電磁線圈的電流為60-90Α，鎢絲發(fā)熱后向四周發(fā)射電子，與工作區(qū)間的氬氣分子不斷碰撞，電離出氬離子；在以上工藝參數(shù)條件下，濺射時(shí)間30分鐘，制備得到AZO透明導(dǎo)電薄膜，其電導(dǎo)率為4.7~5.2X IO-4歐姆.厘米，可見光波長(zhǎng)內(nèi)的平均透過率為86.8%。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型改變了磁控濺射工藝中磁場(chǎng)的引入方式，通過一個(gè)電磁線圈引入與電場(chǎng)正交的磁場(chǎng)，控制鎢絲發(fā)射的熱電子的運(yùn)動(dòng)軌跡更長(zhǎng)，從而更加有效地與氬氣分子進(jìn)行碰撞電離；不銹鋼基底外接電源的負(fù)極，確保不銹鋼基底為負(fù)電位，降低表面勢(shì)壘，利用場(chǎng)致效應(yīng)產(chǎn)生更多的電子與氬氣分子碰撞，氬氣的離化率提高到70-80%，采用本實(shí)用新型沉積得到的AZO透明導(dǎo)電薄膜，電導(dǎo)率在4.7^5.2 X IO-4歐姆.厘米，透過率為86~88%，現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的AZO透明導(dǎo)電薄膜，電導(dǎo)率為2~3Χ 10_4歐姆.厘米，透過率為84~86%。
[0013]【專利附圖】

【附圖說明】圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]如圖1所示，本實(shí)用新型提供的一種制備AZO透明導(dǎo)電膜的磁控濺射裝置，包括真空室1，氣體流量控制器14，真空泵組15，真空室I內(nèi)設(shè)有襯底板4，襯底加熱器5，ΑΖ0靶材8，不銹鋼基底9和絕緣板10，真空室I內(nèi)還設(shè)有電磁線圈2，電磁線圈2外接線圈電源3，電磁線圈的匝數(shù)為50-80匝，襯底板4，AZO靶材8，不銹鋼基底9和絕緣板10均設(shè)置于電磁線圈2內(nèi)，電磁線圈2內(nèi)還設(shè)有鎢絲6，鎢絲設(shè)置于AZO靶材上方3飛cm處，鎢絲6外接加熱電源11和電位電源12，鎢絲6與電位電源12的負(fù)極相連，并連接到接地銅板16，使鎢絲6的電位為負(fù)，與接地的真空室I之間形成電場(chǎng)，以控制鎢絲發(fā)射電子的運(yùn)動(dòng)。真空室I內(nèi)設(shè)有鎢絲支架7，鎢絲6安裝在鎢絲支架7上，不銹鋼基底9通過導(dǎo)線連接基底電源13的負(fù)極并與接地銅板16相連，使不銹鋼基底9的電位為負(fù)。本裝置通過電磁線圈引入與電場(chǎng)正交的磁場(chǎng)，控制鎢絲發(fā)射的熱電子的運(yùn)動(dòng)軌跡更長(zhǎng)，更加有效地與氬氣分子進(jìn)行碰撞電離；同時(shí)不銹鋼基底的電位為負(fù)，利用場(chǎng)致效應(yīng)產(chǎn)生電子發(fā)射，產(chǎn)生更多的電子與氬氣分子碰撞，提高氬氣的離化率。
[0015]使用方法:ΑΖ0靶材的成份質(zhì)量比為ZnO:Α1203=98%:2%，襯底加熱溫度為200°C，通過氣體流量控制器控制氬氣的流量為200SCCm，利用真空泵控制工藝氣壓為5~IOPa ；調(diào)整基底電源的電壓為60(T800V，使不銹鋼基底利用場(chǎng)致發(fā)射效應(yīng)在周圍產(chǎn)生電子發(fā)射，碰撞氬氣分子使之電離，實(shí)現(xiàn)輝光放電；調(diào)節(jié)加熱電源的電壓控制通過鎢絲的電流為20-30Α;調(diào)整線圈電源的電壓，控制通過電磁線圈的電流為60-90Α，鎢絲發(fā)熱后向四周發(fā)射電子，與工作區(qū)間的氬氣分子不斷碰撞，電離出氬離子；在以上工藝參數(shù)條件下，濺射時(shí)間30分鐘，制備得到AZO透明導(dǎo)電薄膜，其電導(dǎo)率為4.7~5.2X IO-4歐姆.厘米，可見光波長(zhǎng)內(nèi)的平均透過率為86~88%。
[0016]上述實(shí)施例作為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施方式，詳細(xì)說明了本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思和實(shí)施要點(diǎn)，并非是對(duì)本實(shí)用新型的保護(hù)范圍進(jìn)行限制，凡根據(jù)本實(shí)用新型精神實(shí)質(zhì)所作的任何簡(jiǎn)單修改及等效結(jié)構(gòu)變換或修飾，均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種制備AZO透明導(dǎo)電膜的磁控濺射裝置，包括真空室(1)，氣體流量控制器(14)，真空泵組(15)，真空室(I)內(nèi)設(shè)有襯底板(4)，襯底加熱器(5)，AZO靶材(8)，不銹鋼基底(9)和絕緣板(10)，其特征在于，所述真空室(I)內(nèi)設(shè)有電磁線圈(2)，電磁線圈(2)外接線圈電源(3)，所述襯底板⑷，AZO靶材(8)，不銹鋼基底(9)和絕緣板(10)均設(shè)置于所述電磁線圈(2)內(nèi)，所述電磁線圈(2)內(nèi)還設(shè)有外接加熱電源(11)、電位電源(12)的鎢絲(6)，鎢絲(6)與電位電源(12)的負(fù)極相連，并連接到接地銅板(16)，使鎢絲(6)的電位為負(fù)，與接地的真空室(I)之間形成電場(chǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備AZO透明導(dǎo)電膜的磁控濺射裝置，其特征在于，所述不銹鋼基底(9)通過導(dǎo)線連接基底電源(13)的負(fù)極并與接地銅板(16)相連，使不銹鋼基底(9)的電位為負(fù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備AZO透明導(dǎo)電膜的磁控濺射裝置，其特征在于，真空室(I)內(nèi)設(shè)有鎢絲支架(7)，鎢絲(6)安裝在鎢絲支架(7)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備AZO透明導(dǎo)電膜的磁控濺射裝置，其特征在于，所述電磁線圈的匝數(shù)為50-80匝。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備AZO透明導(dǎo)電膜的磁控濺射裝置，其特征在于，所述鎢絲設(shè)置于AZO靶材上方3飛cm處。`
【文檔編號(hào)】C23C14/35GK203582960SQ201320700145
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2013年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月8日
【發(fā)明者】王蕓, 馬立云, 崔介東 申請(qǐng)人:蚌埠玻璃工業(yè)設(shè)計(jì)研究院, 中國(guó)建材國(guó)際工程集團(tuán)有限公司