专利名称：一种柔性衬底上沉积半导体薄膜的方法
一种柔性衬底上沉积半导体薄膜的方法技术领域
本发明属于制造半导体薄膜用装置技术领域，尤其是一种一种柔性衬底上沉积半导体薄膜的方法。
背景技术：
CdS 薄膜，ZnS 薄膜，CdTe 薄膜，In2S3 薄膜，Cu InS2 薄膜，CuInSe2 薄膜，Cu2S 薄膜等薄膜广泛应用于薄膜太阳电池等半导体器件。如CdTe薄膜，CuInS2薄膜，CuInSe2薄膜，Cu2S薄膜可作为太阳电池的吸收层，其作用可吸收光子转化为光生载流子；而CdS薄膜，ZnS薄膜，In2S3薄膜可作为太阳电池的η型层或缓冲层。制备这些薄膜多采用的方法有真空蒸发法，溅射法，分子束外延，化学浴等。前三种方法一般要求高温高压，因此设备昂贵，工艺路线复杂，用于大规模生产制备的产品成本很高，而如果采用柔性材料为衬底， 实现大规模卷卷生产对此类设备的要求更高，实现更加困难。而化学浴可以很好的解决设备成本过高这一问题，因为它可以在常压、低温下实现薄膜的沉积。
现有的化学浴制备半导体薄膜装置多用于玻璃等刚性衬底，无法实现成卷的柔性衬底上半导体薄膜的沉积。而对于在柔性衬底上制备半导体薄膜的装置多为卷对卷设计， 设备结构复杂，反应溶液利用不充分，在运动的衬底上沉积薄膜均勻性差，规模化在柔性衬底上沉积半导体薄膜的成本非常高。发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种柔性衬底上沉积半导体薄膜的方法，该方法简单，充分利用反应溶液，在运动的衬底上沉积薄膜均勻性好，具有实现规模化低成本在柔性衬底上沉积半导体薄膜的特点。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的
一种柔性衬底上沉积半导体薄膜的方法，其特征在于包括以下制备过程
①制备反应槽
将聚丙烯塑料浇注在不锈钢板上，根据尺寸要求，分别裁制出两块长方形板作为反应槽底板和反应槽上盖，四块与反应槽底板尺寸对应的侧面板；在反应槽底板的聚丙烯塑料面靠近长度方向的一端两侧各钻出一孔，分别安装一个带有电机的卷轴和一个不带有电机的卷轴；在反应槽底板靠近长度方向的两端各钻出孔距相同的一排孔，孔中安装固定轴，所述两端对应的孔中心连成线后与反应槽底板的一侧面之间有夹角；将四块侧面板固装于反应槽底板周围，形成一箱体；
②将柔性衬底套装于①中不带有电机的卷轴上，柔性衬底的最外端部沿着反应槽底板两端并相邻的固定轴绕成端面为蛇形状后，柔性衬底的端头胶粘于与电机同轴的卷轴套上；
③在①中的箱体中倒入反应溶液，柔性衬底全部浸于反应溶液中，盖上反应槽上盖，启动电机，柔性衬底在反应溶液中从不带有电机的卷轴上移动到带有电机的卷轴上，排出反应溶液，在柔性衬底上沉积半导体薄膜。
而且，所述柔性衬底为卷状的不锈钢、铜箔、铝箔或聚酰亚胺一种。
而且，所述反应溶液为(CH3C00) 2Cd，SC (NH2) 2，CH3C00NH4按质量比例为 1 10 3混合，氨水调整混合溶液PH值范围在9 11。
而且，所述四块侧面板密封固装在反应槽底板上，一个长度方向的侧面板上用合页安装反应槽上盖制成反应槽。
本发明的优点和有益效果为
1、本发明在反应槽底部设置了能够将柔性衬底绕成端面为蛇形状的固定轴，由电机带动卷轴，将柔性衬底在反应溶液中经过蛇状移动从一个卷轴转到另一个转轴，充分利用反应槽空间，使得尽量长距离的衬底放置在反应槽中，有效的增加了衬底的沉积面积，反应溶液得到了充分利用，使得柔性衬底在反应溶液中充分沉积形成均勻性良好半导体薄膜，并且装置的结构简单，制造成本低、具有大规模生产的特点。
2、本发明中化学浴法为在常压(1个大气压)、低温(温度范围在室温到100°C之间)的下制备半导体薄膜，不外加电场或者其他能量，即可在柔性衬底上沉积薄膜，进一步降低了成本，并且大面积成膜的均勻性很好。实现了规模化低成本在柔性衬底上沉积半导体薄膜。
图1为本发明一种柔性衬底上沉积半导体薄膜的方法制成装置的俯视示意图。
其中，1-带有电机的卷轴，2-反应槽，3-柔性衬底，4-反应槽底板，5-固定轴， 6-卷轴。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
实施例参照附图1。将聚丙烯塑料浇注在不锈钢板上，作为制备反应槽2的材料， 根据尺寸要求，分别裁制出一块长方形板作为反应槽底板4，和与反应槽底板尺寸对应的四块侧面板和反应槽上盖；在反应槽底板的聚丙烯塑料面靠近长度方向的一端两侧各钻出一孔，用于安装带有电机的卷轴1和不带有电机的卷轴6 ；在反应槽底板靠近长度方向的两端各钻出孔距相同的一排孔，用于安装支撑柔性衬底用的固定轴5，所述两端对应的孔中心连成线后与反应槽底板的一侧面之间有夹角。
用聚丙烯塑料制成长度大于柔性衬底宽度的光滑的固定轴，将固定轴焊于安装固定轴的孔中；聚丙烯塑料制成光滑的卷轴焊于安装卷轴的孔中，其中带有电机的卷轴套有能够转动的卷轴套后，卷轴套固定在电机上；将卷状的不锈钢、铜箔、铝箔或聚酰亚胺一种的柔性衬底3套在不带有电机的卷轴上，柔性衬底的端头沿着反应槽底板上下并相邻的固定轴绕成端面为蛇形状后，柔性衬底的端头胶粘于与电机同轴的卷轴套上。
将四块侧面板密封固装在反应槽底板上，一个长度方向的侧面板上用合页安装反应槽上盖制成反应槽。
反应溶液(CH3C00)2Cd，SC(NH2)2，CH3C00NH4按质量比例为 1 10 3 混合，氨水调整混合溶液PH值范围在9 11，在1个大气压下的常压、低温(温度范围在室温到 100°C之间)下，将反应溶液倒入反应槽，使柔性衬底浸于反应溶液中，启动电机，柔性衬底在反应溶液中沿着固定路线移动，无需外加电场或者其他能量，即可在柔性衬底上沉积半导体薄膜，反应后，排出反应溶液，取出衬底。
工作原理
本发明将成卷的柔性衬底套入无电机的卷轴上，柔性衬底的端头沿着反应槽底板上下并相邻的固定轴绕成端面为蛇形状后，柔性衬底的端头胶粘于与电机同轴的卷轴套上。添加配好的反应溶液，启动电机，带动柔性衬底沿固定轴进行蛇形移动，整卷的柔性衬底由无电机的卷轴绕到与电机同轴的卷轴套上，在柔性衬底上沉积半导体薄膜。排出反应溶液，取出衬底，实现规模化低成本在柔性衬底上沉积半导体薄膜
权利要求
1.一种柔性衬底上沉积半导体薄膜的方法，其特征在于包括以下制备过程①制备反应槽将聚丙烯塑料浇注在不锈钢板上，根据尺寸要求，分别裁制出两块长方形板作为反应槽底板和反应槽上盖，四块与反应槽底板尺寸对应的侧面板；在反应槽底板的聚丙烯塑料面靠近长度方向的一端两侧各钻出一孔，分别安装一个带有电机的卷轴和一个不带有电机的卷轴；在反应槽底板靠近长度方向的两端各钻出孔距相同的一排孔，孔中安装固定轴，所述两端对应的孔中心连成线后与反应槽底板的一侧面之间有夹角；将四块侧面板固装于反应槽底板周围，形成一箱体；②将柔性衬底套装于①中不带有电机的卷轴上，柔性衬底的最外端部沿着反应槽底板两端并相邻的固定轴绕成端面为蛇形状后，柔性衬底的端头胶粘于与电机同轴的卷轴套上；③在①中的箱体中倒入反应溶液，柔性衬底全部浸于反应溶液中，盖上反应槽上盖，启动电机，柔性衬底在反应溶液中从不带有电机的卷轴上移动到带有电机的卷轴上，排出反应溶液，在柔性衬底上沉积半导体薄膜。
2.根据权利要求1所述的柔性衬底上沉积半导体薄膜的方法，其特征在于所述柔性衬底为卷状的不锈钢、铜箔、铝箔或聚酰亚胺一种。
3.根据权利要求1所述的柔性衬底上沉积半导体薄膜的方法，其特征在于所述反应溶液为(CH3C00)2Cd，SC(NH2)2，CH3C00NH4按质量比例为1 10 3混合，氨水调整混合溶液PH值范围在9 11。
4.根据权利要求1所述的柔性衬底上沉积半导体薄膜的方法，其特征在于所述四块侧面板密封固装在反应槽底板上，一个长度方向的侧面板上用合页安装反应槽上盖制成反应槽。
全文摘要
本发明涉及一种柔性衬底上沉积半导体薄膜的方法，一种柔性衬底上沉积半导体薄膜的方法，制备过程为①制备反应槽材料；②在反应槽底板上安装零部件；③将四块侧面板固装于反应槽底板周围，形成一箱体；④安装柔性衬底；⑤全部浸于反应溶液中的柔性衬底从一卷轴移至另一卷轴，柔性衬底端面为蛇形状。本发明将柔性衬底绕成端面为蛇形状的固定轴，由电机带动卷轴，将柔性衬底在反应溶液中经过蛇状移动从一个卷轴转到另一个转轴，使得尽量长距离的衬底放置在反应槽中，有效的增加了衬底的沉积面积，反应溶液得到了充分利用，使得柔性衬底在反应溶液中充分沉积形成均匀性良好半导体薄膜，并且装置的结构简单，制造成本低、具有大规模生产的特点。
文档编号C23C18/00GK102477549SQ20101055207
公开日2012年5月30日 申请日期2010年11月25日 优先权日2010年11月25日
发明者乔在祥, 冯金辉, 刘兴江, 李巍, 李微, 杨立, 赵彦民 申请人:中国电子科技集团公司第十八研究所