一種制備azo透明導電膜的磁控濺射裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種制備AZO透明導電膜的磁控濺射裝置，改變了磁控濺射工藝中磁場的引入方式，通過一個電磁線圈引入與電場正交的磁場，電磁線圈內還設有外接加熱電源、電位電源的鎢絲，鎢絲與電位電源的負極相連，并連接到接地銅板，使鎢絲的電位為負，與接地的真空室之間形成電場，控制鎢絲發射的熱電子的運動軌跡更長，從而更加有效地與氬氣分子進行碰撞電離；不銹鋼基底外接電源的負極，確保不銹鋼基底為負電位，可以降低表面勢壘，利用場致效應產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透明導電膜的磁控濺射裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及透明導電薄膜制備【技術領域】，特別涉及一種制備AZO透明導電膜的磁控濺射裝置。
【背景技術】
[0002]近年來，氧化鋅(ZnO)基的透明導電薄膜吸引了很多的注意力，典型的用途包括，薄膜太陽能電池、平板顯示、柔性電子產品等。提高ZnO導電性的摻雜元素有許多，但摻鋁的是最有前途的之一。可以制備鋁摻雜氧化鋅(AZO)薄膜的方法很多，包括化學氣相沉積法(CVD)、物理氣相沉積法(PVD)、溶膠凝膠法、噴涂法等。各種方法的優點和缺點不一。由于在半導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的大規模產業生產方法之一。所以，國內外對于磁控濺射制備的AZO薄膜給予了相當多的關注。
[0003]不管其技術種類和細節，通常而言，離化率較高的制備方法，獲得的AZO薄膜的導電性與透過率越好。而現有磁控濺射技術中，只是通過陰極發射出電子，氬氣的離化率只有30%左右，相對較低，對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一步提聞與改進。
實用新型內容
[0004]針對現有磁控濺射技術中氬氣離化率較低、成膜光電性能有待改善的問題，本實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，實現高速沉積透明導電薄膜的同時，獲得優異光電性能。
[0005]本實用新型的目的是通過以下技術方案予以實現的，一種制備AZO透明導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內設有襯底板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內設有電磁線圈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均設置于所述電磁線圈2內，所述電磁線圈2內還設有外接加熱電源11、電位電源12的鎢絲6，鎢絲6與電位電源12的負極相連，并連接到接地銅板16，使鎢絲6的電位為負，與接地的真空室1之間形成電場。
[0006]進一步的，所述不銹鋼基底9通過導線連接基底電源13的負極并與接地銅板16相連，使不銹鋼基底9的電位為負。
[0007]進一步的，真空室1內設有鎢絲支架7，鎢絲6安裝在鎢絲支架7上。
[0008]進一步的，所述電磁線圈的匝數為50-80匝。
[0009]進一步的，所述鎢絲設置于AZO靶材上方3-5cm處。
[0010]AZO靶材的成份質量比為，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]調整基底電源的電壓為60(T800V，使不銹鋼基底利用場致發射效應在周圍產生電子發射，碰撞氬氣分子使之電離，實現輝光放電；調節加熱電源的電壓控制通過鎢絲的電流為20-30Α ;調整線圈電源的電壓，控制通過電磁線圈的電流為60-90Α，鎢絲發熱后向四周發射電子，與工作區間的氬氣分子不斷碰撞，電離出氬離子；在以上工藝參數條件下，濺射時間30分鐘，制備得到AZO透明導電薄膜，其電導率為4.7~5.2X IO-4歐姆.厘米，可見光波長內的平均透過率為86.8%。
[0012]與現有技術相比，本實用新型改變了磁控濺射工藝中磁場的引入方式，通過一個電磁線圈引入與電場正交的磁場，控制鎢絲發射的熱電子的運動軌跡更長，從而更加有效地與氬氣分子進行碰撞電離；不銹鋼基底外接電源的負極，確保不銹鋼基底為負電位，降低表面勢壘，利用場致效應產生更多的電子與氬氣分子碰撞，氬氣的離化率提高到70-80%，采用本實用新型沉積得到的AZO透明導電薄膜，電導率在4.7^5.2 X IO-4歐姆.厘米，透過率為86~88%，現有技術生產的AZO透明導電薄膜，電導率為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為本實用新型實施例的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]如圖1所示，本實用新型提供的一種制備AZO透明導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內設有襯底板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內還設有電磁線圈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均設置于電磁線圈2內，電磁線圈2內還設有鎢絲6，鎢絲設置于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的負極相連，并連接到接地銅板16，使鎢絲6的電位為負，與接地的真空室I之間形成電場，以控制鎢絲發射電子的運動。真空室I內設有鎢絲支架7，鎢絲6安裝在鎢絲支架7上，不銹鋼基底9通過導線連接基底電源13的負極并與接地銅板16相連，使不銹鋼基底9的電位為負。本裝置通過電磁線圈引入與電場正交的磁場，控制鎢絲發射的熱電子的運動軌跡更長，更加有效地與氬氣分子進行碰撞電離；同時不銹鋼基底的電位為負，利用場致效應產生電子發射，產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 ；調整基底電源的電壓為60(T800V，使不銹鋼基底利用場致發射效應在周圍產生電子發射，碰撞氬氣分子使之電離，實現輝光放電；調節加熱電源的電壓控制通過鎢絲的電流為20-30Α;調整線圈電源的電壓，控制通過電磁線圈的電流為60-90Α，鎢絲發熱后向四周發射電子，與工作區間的氬氣分子不斷碰撞，電離出氬離子；在以上工藝參數條件下，濺射時間30分鐘，制備得到AZO透明導電薄膜，其電導率為4.7~5.2X IO-4歐姆.厘米，可見光波長內的平均透過率為86~88%。
[0016]上述實施例作為本實用新型的較佳實施方式，詳細說明了本實用新型的技術構思和實施要點，并非是對本實用新型的保護范圍進行限制，凡根據本實用新型精神實質所作的任何簡單修改及等效結構變換或修飾，均應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種制備AZO透明導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)內設有襯底板(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)內設有電磁線圈(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)均設置于所述電磁線圈(2)內，所述電磁線圈(2)內還設有外接加熱電源(11)、電位電源(12)的鎢絲(6)，鎢絲(6)與電位電源(12)的負極相連，并連接到接地銅板(16)，使鎢絲(6)的電位為負，與接地的真空室(I)之間形成電場。
2.根據權利要求1所述的一種制備AZO透明導電膜的磁控濺射裝置，其特征在于，所述不銹鋼基底(9)通過導線連接基底電源(13)的負極并與接地銅板(16)相連，使不銹鋼基底(9)的電位為負。
3.根據權利要求1所述的一種制備AZO透明導電膜的磁控濺射裝置，其特征在于，真空室(I)內設有鎢絲支架(7)，鎢絲(6)安裝在鎢絲支架(7)上。
4.根據權利要求1所述的一種制備AZO透明導電膜的磁控濺射裝置，其特征在于，所述電磁線圈的匝數為50-80匝。
5.根據權利要求1所述的一種制備AZO透明導電膜的磁控濺射裝置，其特征在于，所述鎢絲設置于AZO靶材上方3飛cm處。`
【文檔編號】C23C14/35GK203582960SQ201320700145
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年11月8日 優先權日:2013年11月8日
【發明者】王蕓, 馬立云, 崔介東 申請人:蚌埠玻璃工業設計研究院, 中國建材國際工程集團有限公司