具有优化的基础层材料和层堆叠的改进的低发射率涂层的制作方法_3

文档序号:9277780阅读:来源:国知局
目标物中喷出,然后在被沉积之前使该些离子通过载气和反应气体(如,氧 气)的混合物或等离子体。
[0化5] 在一些实施方式中,提供了瓣射沉积工艺,所述瓣射沉积工艺可被应用于在导电 层之前沉积的基础层。例如,基础层可改善红外反射层的光滑度。
[0056] 在一些实施方式中,渗杂基础层可W由合金目标物瓣射或者由不同的元素目标物 共同瓣射到相同的衬底上。该工艺可W在纯Ar中进行,或者可包括氧气W使薄膜氧化。
[0057] 图2A-2B阐释了根据一些实施方式的物理气相沉积(PVD)系统。在图2A中,PVD 系统(通常也被称为瓣射系统或瓣射沉积系统)200包括壳体,该壳体限定或封装处理室 240、衬底230、目标组件210和从外部来源220递送的反应物质。衬底可W是固定的,或者 在一些制造环境中,在沉积工艺过程中衬底可W是运动的。在沉积过程中,目标物被氣离子 轰击,该目标物向衬底230释放瓣射颗粒。瓣射系统200可在衬底230上执行覆盖式淀积 (blanketdeposition),形成覆盖整个衬底的沉积层,如,可被由目标组件210产生的瓣射 颗粒触及的衬底的区域。
[0化引在图2B中,瓣射沉积室205包括布置在处理室240中的两个目标组件210A和 210B,容纳从外部来源220递送的反应物质。目标组件210A和210B可包括渗杂物和银W将 渗杂银层沉积在衬底230上。该种构造是示例的,并且可W使用其他瓣射系统构造,诸如, 如上的单个目标物,且包括渗杂物和银的合金。
[0059] 目标组件(图2A)中使用的材料可W例如包括Ag、Ti、Si、Pd、Cr、Ni、Zr、Mn、Fe、 化、Pt、化、Sn、Mg、A1、La、Y、Sb、Sr、Bi、A1、Ga、In、Ca、V、佩、Hf或其任何组合(即,单个 目标物可W由若干金属的合金组成)。另外,目标物中使用的材料可包括氧气、氮气或氧气 和氮气的组合W形成上述的氧化物、氮化物,W及氧氮化物。另外,虽然仅示出一个目标组 件210 (图2A),但是可使用额外的目标组件(如,图2B)。该样,可使用目标物的不同组合 W形成例如上述的介电层。例如,在其中介电材料是锋锡铁氧化物的一些实施方式中,锋、 锡和铁可W由单独的锋目标物、锡目标物和铁目标物提供,或者他们可W由单一的锋锡铁 合金目标物提供。例如,目标组件210可包括银目标物,并且与氣离子一起将银层瓣射沉积 在衬底230上。目标组件210可包括金属目标物或金属合金目标物,诸如Ag、Ti或Ti-Ag 合金,W瓣射沉积银层或渗杂银层。
[0060] 瓣射沉积系统200可包括其他部件,诸如用于支撑衬底的衬底支撑物。衬底支撑 物可包括真空吸盘、静电吸盘,或其他已知的机构。衬底支撑物能够围绕其垂直于衬底表面 的轴线旋转。另外,衬底支撑物可W在垂直方向上或在平面方向上移动。应理解,在垂直方 向或平面方向上的移动可通过已知的驱动机构来实现,所述驱动机构包括磁驱动、线性驱 动、蜗杆螺杆、导螺杆、经由驱动的差累回转进料(differentiallypumpedrotaryfeed), 等。
[0061] 在一些实施方式中,衬底支撑物包括电极(该电极连接到电源)例如W对衬底提 供RF或直流偏压,或者在处理壳体240中提供等离子体环境。目标组件210可包括电极, 该电极连接到电源W在处理壳体中产生等离子体。目标组件210优选地向衬底230定向。
[0062] 瓣射沉积系统200还可包括偶联到目标电极的电源。至少在一些实施方式中,电 源向电极提供电力,使得材料从目标物瓣射。在瓣射过程中,惰性气体诸如氣气或氯气可通 过进气口 220引入到处理室240中。在其中利用反应瓣射的实施方式中,反应气体诸如氧 气和/或氮气也可被引入,该反应气体与从目标物喷出的颗粒相互作用W在衬底上形成氧 化物、氮化物和/或氧氮化物。
[0063] 瓣射沉积系统200还可包括具有例如处理器和存储器的控制系统(未示出),该控 制系统与其他部件可操作地连通并且被配置成控制其操作W执行本文所述的方法。
[0064] 在一些实施方式中,本发明公开了用于形成低发射率板的方法,包括形成用于晶 种层的基础层,其中晶种层可被用作用于红外反射层的晶种层。在一些实施方式中,提供透 明衬底。基础层形成于透明衬底之上。基础层包括渗杂有渗杂物的氧化锡W形成无定形渗 杂氧化锡结构或纳米晶体渗杂氧化锡结构。晶种层形成于基础层之上。晶种层包括氧化锋 材料或渗杂氧化锋材料。晶种层优选包括(002)晶体定向。例如,超过约30%的晶种层具 有(002)晶体定向。银层形成于晶种层上。银层优选包括(111)晶体定向。
[00化]在一些实施方式中,基础层可改善氧化锋层或渗杂氧化锋层的结晶度和(002)定 向。氧化锋层或渗杂氧化锋层的改善又可改善在氧化锋层或渗杂氧化锋层之上的(111)银 的生长,产生具有改善电导率的银层。因此,该些方法可W使用于形成低发射率板的制造工 艺的批量生产、吞吐量和效率最大化。
[0066] 例如,使用包括8皿银层(在10皿ZnO晶种层上),10皿ZnO晶种层(在45皿基 础层上),45nm基础层的层堆叠,层堆叠的粗趟度可W通过例如原子力显微镜(AFM)来测量 W比较不同基础层的作用。氧化锡基础层(其可W是结晶的)可导致约1.92nm的粗趟度, 如根据银层的表面变化的均方根(M巧所测量的。粗趟度显著较大,超过7. 5%体积%的 Mg渗杂氧化锋化76nm)或10. 5体积%的Mg渗杂氧化锡化87nm)的无定形基础层的粗趟 度的两倍。换句话说,Mg渗杂氧化锡(W小于15体积%渗杂)可提供比氧化锡好50%的 改善。改善可能部分地是由于基础层的微观结构,因为,与氧化锡的晶体结构相比,Mg渗杂 氧化锡可展现出无定形结构或纳米晶体结构,如,具有小于5nm的晶粒大小。其他渗杂物的 使用可W得到不同程度的改善。例如,6. 5体积%的A1渗杂氧化锡可显示出约1. 4nm的粗 趟度,或者12. 5体积%的A1渗杂氧化锡可显示出约1. 7nm的粗趟度。
[0067] 在一些实施方式中,包括渗杂氧化锡层的基础层在形成晶种层(诸如氧化锋层) 之前形成。基础层可作为用于形成氧化锋层的模板(如,晶种层)。例如,渗杂氧化锡基础 层的无定形性质可用来促进形成具有期望的晶体结构的氧化锋层。在本说明书中,术语"氧 化锋层"表示"包括氧化锋材料的层",因此包括氧化锋层和渗杂氧化锋层。
[0068] 在一些实施方式中,晶种层还可包括纯金属层,诸如Ti、Zr、Hf、Y、La、化、Co、Ru、 化、1〇、胖、¥、佩^3,^及稀±金属。在一些实施方式中,晶种层包括金属元素的混合物或化 合物,诸如金属合金、金属氮化物,或金属氧氮化物。
[0069] 在一些实施方式中,本发明公开了在暴露于大气的情况下在基础层上原位形成氧 化锋层。通过控制基础层的表面,例如,来减少可能的表面污染,氧化锋层的结晶可进一步 得到促进并且不受任何粘附微粒的阻碍。
[0070] 在一些实施方式中,本文的基础层可提供具有更薄薄膜厚度的改善的氧化锋层。 氧化锋层的结晶且因此其电导率不是薄膜厚度的函数,且因此可在不同厚度处提供类似的 薄膜质量。氧化锋层的厚度可W小于lOOnm,诸如小于50nm。基础层也可W是薄的,优选地 小于50nm。
[0071] 在一些实施方式中,本发明公开了用于形成基础层和氧化锋层的方法,包括薄膜 沉积法诸如物理气相沉积(PVD),化学气相沉积(CVD)、原子层沉积(ALD),或者湿化学沉积 法诸如电锻沉积或无电沉积。
[0072] 在一些实施方式中,提供瓣射系统W及操作瓣射系统的方法来制造涂覆板,该涂 覆板具有作为ZnO晶种层的模板的基础层,之后该ZnO晶种层作为银层的模板。在一些实施 方式中,提供了在线沉积系统,该在线沉积系统包括用于在沉积台(depositionstation) 之间移动衬底的传送机构。
[0073] 在一些实施方式中,公开了在大面积涂覆机中制造低发射率板的方法。传送机构 可被提供用于在一个或多个瓣射目标物的下面移动衬底,W在沉积晶种层、抗反射层W及 其他层诸如表面保护层之前沉积基础层。
[0074] 图3阐释了根据一些实施方式的在线沉积系统。传送机构370诸如传送带或多个 棍可将衬底330在不同的瓣射沉积台之间传递。例如,衬底可被定位在包括目标组件310A 的台#1,然后被传递到包括目标组件310B的台#2,且然后被传递到包括目标组件310C的 台#3。台#1可被配置为沉积基础层,例如,该基础层包括含有A1、Ga、In、Mg、化、Sr、訊、 Bi、Ti、V、Y、Zr、Nb、Hf或化渗杂物的无定形渗杂氧化锡或纳米晶体渗杂氧化锡。台#2可 被配置为沉积氧化锋层或渗杂氧化锋层,该氧化锋层或渗杂氧化锋层可包括(002)晶体定 向。台#2还可被配置为沉积其他晶种层材料,诸如Sn化、Sc2〇3、Y203、Ti化、Zr化、册化、V205、 佩2〇5^32〇5、化〇3、胖〇3或齡〇3。台#3可被配置为沉积银层,该银层可包括(111)晶体定向。 可包括其他构造,例如,台#2可包括用于共瓣射的多个目标组件。另外,可包括其他台,诸 如输入台和输出台,或者退火台(annealstation)。
[0075] 在台#1中沉积第一层(例如,用于促进晶种层(诸如氧化锋层)中(002)定向的 具有Mg渗杂氧化锡的基础层)之后,衬底被移动到台#2,在其中可沉积氧化锋(或渗杂氧 化锋或其他晶种层材料)层。被沉积的氧化锋层的(002)晶体定向可由于基础层的存在而 得到改善。然后衬底被传递台#3W在氧化锋层之上沉积银层。银层的(111)晶体定向可 通过氧化锋晶种层的改善的(002)定向而得到改善。
[0076] 图4阐释了根据一些实施方式的用于瓣射涂覆层的流程图。在操作400中,提供 衬底。衬底可包括透明衬底诸如玻璃衬底,或任何其他的透明衬底,诸如由有机聚合物制成 的
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