本發(fā)明涉及半導(dǎo)體加工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種磁控濺射制備ito薄膜的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
銦錫氧化物(ito)，是一種n型半導(dǎo)體，帶隙介于3.5和4.3ev之間，最大載流子濃度可達(dá)1021cm-3數(shù)量級，因此ito膜對于可見光和近紅外光是透明的。由于ito膜具有高的可見光透過率、高的紅外光反射率、極好的電導(dǎo)性和對襯底的粘附性，它已經(jīng)在眾多領(lǐng)域如光電子器件、光伏電池、液晶顯示屏、傳感器、生物器件、平板展示器件和熱反射鏡中被用作透明電極。
透明導(dǎo)電ito薄膜可以用許多方法制備，由于在高效異質(zhì)結(jié)太陽能電池制備過程中，需要低溫工藝和小的離子轟擊，并且導(dǎo)電薄膜ito要求低的電阻率和高的光學(xué)透過率，因此用常規(guī)方法很難滿足要求。薄膜沉積技術(shù)是泛半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域廣泛采用的一項技術(shù)，如絕緣層和金屬化導(dǎo)電層即是通過薄膜沉積技術(shù)獲得。物理氣相沉積裝置是實現(xiàn)薄膜沉積技術(shù)的常用設(shè)備，其通過蒸發(fā)、離子束、濺射等手段獲得薄膜。其中，濺射法沉積速率快，而且獲得的薄膜致密性好、純度高等特點，被業(yè)內(nèi)普遍采用。但是現(xiàn)有的濺射法沉積ito薄膜系統(tǒng)將基片的升溫、沉積、冷卻均在一個腔室內(nèi)完成，往往效率不高，且膜層沉積不均勻，尤其是中間厚四周薄，影響了成品質(zhì)量。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的一個目的是解決至少上述問題，并提供至少后面將說明的優(yōu)點。
本發(fā)明還有一個目的是提供一種磁控濺射制備ito薄膜的系統(tǒng)，采用流水線式的制備系統(tǒng)，使得成膜效率大大提高，且成膜均勻質(zhì)量高。
本發(fā)明還有一個目的是提供一種磁控濺射制備ito薄膜的系統(tǒng)，方便系統(tǒng)的清潔和維護(hù)，減輕了維護(hù)保養(yǎng)的工作量，提高了工作效率。
為了實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點，提供了以下技術(shù)方案：
一種磁控濺射制備ito薄膜的系統(tǒng)，包括：
預(yù)熱腔，其將基片預(yù)熱至一定溫度，所述預(yù)熱腔的頂面和底面上分別設(shè)置有加熱器，所述預(yù)熱腔的兩側(cè)壁上設(shè)置有第一滾軸；
沉積腔，其連接于所述預(yù)熱腔，等離子體產(chǎn)生于所述沉積腔內(nèi)；所述沉積腔的兩側(cè)壁上設(shè)置有ito靶材和磁體，所述ito靶材的濺射面兩兩相對，所述磁體位于所述ito靶材的后部，且所述兩側(cè)壁上的磁體的磁力相反，以在所述兩側(cè)壁間形成磁場；所述沉積腔的上部開口，所述開口上設(shè)置有中空的具有夾層的頂蓋，以將所述沉積腔的開口閉合，所述頂蓋的下表面上均勻開設(shè)有多個通孔，以使反應(yīng)氣體由所述夾層通入沉積腔，所述通孔內(nèi)設(shè)置有頂針，所述頂針的直徑與所述通孔配合，所述頂針與所述頂蓋的連接處設(shè)置有伸縮桿，以使所述伸縮桿在伸長狀態(tài)時，所述頂針伸出所述通孔；所述沉積腔的兩側(cè)壁上設(shè)置有第二滾軸，所述第二滾軸位于所述ito靶材的下方，并與所述第一滾軸的高度齊平，且所述第二滾軸為可伸縮設(shè)置；所述沉積腔的下表面上均勻設(shè)置有若干支柱，所述支柱可上下運動；
冷卻腔，其連接于所述沉積腔，所述冷卻腔的兩側(cè)壁上設(shè)置有第三滾軸，所述第三滾軸的高度與所述第一滾軸和第二滾軸齊平；
成品腔，其連接于所述冷卻腔，所述成品腔內(nèi)設(shè)置有多個格柵，以將所述成品腔均勻分隔為多個隔室；
真空泵，其與所述預(yù)熱腔、沉積腔和冷卻腔分別連接，以控制所述各個腔室的真空度；
控制面板，其與所述預(yù)熱腔、沉積腔、冷卻腔和真空泵分別連接，以對各個腔室內(nèi)的部件和真空泵進(jìn)行控制。
優(yōu)選的是，所述的磁控濺射制備ito薄膜的系統(tǒng)中，還包括：
溫度傳感器，其受控于所述控制面板，并分別設(shè)置于所述預(yù)熱腔、沉積腔和冷卻腔的側(cè)壁上。
優(yōu)選的是，所述的磁控濺射制備ito薄膜的系統(tǒng)中，所述第二滾軸位于所述等離子體的區(qū)域外。
優(yōu)選的是，所述的磁控濺射制備ito薄膜的系統(tǒng)中，所述ito靶材的后部連接有冷卻器。
優(yōu)選的是，所述的磁控濺射制備ito薄膜的系統(tǒng)中，所述成品腔的底部設(shè)置有伸縮臺，所述伸縮臺在完全伸展時使所述成品腔的最下端的隔室與所述冷卻腔的出口平齊，所述伸縮臺在完全收縮時使所述成品腔的最上端的隔室與所述冷卻腔的出口平齊。
優(yōu)選的是，所述的磁控濺射制備ito薄膜的系統(tǒng)中，所述伸縮臺上設(shè)置有重力傳感器，所述重力傳感器與所述控制面板通訊連接，所述重力傳感器在感測到所述成品腔的重量加大時，向所述控制面板發(fā)送信號，所述控制面板控制所述伸縮臺向上伸展1個隔室的高度。
優(yōu)選的是，所述的磁控濺射制備ito薄膜的系統(tǒng)中，所述伸縮臺上設(shè)置有與所述控制面板通訊連接的提示裝置，所述提示裝置在所述伸縮臺完全伸展后向所述控制面板發(fā)出提示。
本發(fā)明至少包括以下有益效果：
本發(fā)明的磁控濺射制備ito薄膜的系統(tǒng)通過由預(yù)熱腔、沉積腔、冷卻腔、成品腔以及真空泵控制面板組成的制備ito薄膜的系統(tǒng)，將在基板上制備ito薄膜的工序分解在幾個腔室內(nèi)完成，使得成膜效率大大提高，即提高了設(shè)備的生產(chǎn)率。
通過將基板鍍膜前在預(yù)熱腔內(nèi)預(yù)熱至一定的溫度，使得基板在沉積腔內(nèi)的時間有效的減少，進(jìn)而提高沉積腔的工作效率，同時減少了基板在沉積腔內(nèi)的停留時間，因而可在成膜后立即將基板輸送至冷卻腔內(nèi)進(jìn)行冷卻，避免沉積腔內(nèi)的殘余靶材沉積在基板上，影響成膜的質(zhì)量。
通過在沉積腔內(nèi)設(shè)置可伸縮的第二滾軸和可上下運動的支柱，使得第二滾軸在將基板運送到指定位置后，沉積腔下表面的支柱向上運動，從而將基板支離第二滾軸，第二滾輪向沉積腔兩側(cè)收縮，不與基板的邊緣接觸，而后支柱向下運動，將基板放置于沉積腔的底面上，以利于基板經(jīng)由沉積腔的底面加熱至指定溫度后，進(jìn)行ito薄膜沉積，通過設(shè)置多個支柱，能夠保證基板各個點受力相對均勻，從而避免基板受力不均引起的破碎，且由于支柱截面積遠(yuǎn)小于支柱，因而有效減少了基板與支撐物體的接觸面積，進(jìn)而減少了基板上污物的附著，即提高了成品質(zhì)量。
通過在通孔內(nèi)設(shè)置頂針，并由控制面板控制頂針上下伸縮，從而可在所述沉積腔未工作時，控制頂針上下運動，以將所述頂蓋上的通孔進(jìn)行清理，從而可以有效的避免靶材將通孔堵塞，提高反應(yīng)氣體在腔室內(nèi)分布的均勻性，即提高了成膜厚度的均勻性，并減少了用戶對系統(tǒng)的維護(hù)時間，進(jìn)而提高了系統(tǒng)的工作效率，且延長了系統(tǒng)的使用壽命。
本發(fā)明的其它優(yōu)點、目標(biāo)和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對本發(fā)明的研究和實踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
附圖說明
圖1為本發(fā)明所述的磁控濺射制備ito薄膜的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。
應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術(shù)語并不配出一個或多個其它元件或其組合的存在或添加。
如圖1所示，一種磁控濺射制備ito薄膜的系統(tǒng)，包括：預(yù)熱腔1，其將基片預(yù)熱至一定溫度，所述預(yù)熱腔1的頂面和底面上分別設(shè)置有加熱器，所述預(yù)熱腔1的兩側(cè)壁上設(shè)置有第一滾軸；沉積腔2，其連接于所述預(yù)熱腔1，等離子體產(chǎn)生于所述沉積腔2內(nèi)；所述沉積腔2的兩側(cè)壁上設(shè)置有ito靶材和磁體，所述ito靶材的濺射面兩兩相對，所述磁體位于所述ito靶材的后部，且所述兩側(cè)壁上的磁體的磁力相反，以在所述兩側(cè)壁間形成磁場；所述沉積腔2的上部開口，所述開口上設(shè)置有中空的具有夾層的頂蓋3，以將所述沉積腔2的開口閉合，所述頂蓋3的下表面上均勻開設(shè)有多個通孔，以使反應(yīng)氣體由所述夾層通入沉積腔2，所述通孔內(nèi)設(shè)置有頂針，所述頂針的直徑與所述通孔配合，所述頂針與所述頂蓋3的連接處設(shè)置有伸縮桿，以使所述伸縮桿在伸長狀態(tài)時，所述頂針伸出所述通孔；所述沉積腔2的兩側(cè)壁上設(shè)置有第二滾軸，所述第二滾軸位于所述ito靶材的下方，并與所述第一滾軸的高度齊平，且所述第二滾軸為可伸縮設(shè)置；所述沉積腔2的下表面上均勻設(shè)置有若干支柱4，所述支柱4可上下運動；冷卻腔5，其連接于所述沉積腔2，所述冷卻腔5的兩側(cè)壁上設(shè)置有第三滾軸，所述第三滾軸的高度與所述第一滾軸和第二滾軸齊平；成品腔6，其連接于所述冷卻腔5，所述成品腔6內(nèi)設(shè)置有多個格柵7，以將所述成品腔6均勻分隔為多個隔室；真空泵8，其與所述預(yù)熱腔1、沉積腔2和冷卻腔5分別連接，以控制所述各個腔室的真空度；控制面板9，其與所述預(yù)熱腔1、沉積腔2、冷卻腔5和真空泵8分別連接，以對各個腔室內(nèi)的部件和真空泵8進(jìn)行控制。
在上述方案中，通過設(shè)置與預(yù)熱腔、沉積腔和冷卻腔分別連接的真空泵，能夠保證基板在真空的環(huán)境下進(jìn)行預(yù)熱和冷卻，從而保證了基板表面的清潔度，利于提高成膜的質(zhì)量，通過將沉積腔進(jìn)行真空處理，能夠保證沉積腔內(nèi)除反應(yīng)氣體和靶材外無其他雜質(zhì)，從而進(jìn)一步的提高了ito薄膜的質(zhì)量。通過在成品腔內(nèi)設(shè)置多個格柵，使得成品腔內(nèi)可以放置多個成品基板，提高了系統(tǒng)使用的便利性。通過設(shè)置與各個腔室和器件連接的控制面板，提高了系統(tǒng)使用的便捷性。在上述的磁控濺射制備ito薄膜的系統(tǒng)中，反應(yīng)氣體由頂蓋上的通孔通入腔室內(nèi)，被電離產(chǎn)生等離子體，轟擊ito靶材的表面，被轟擊下來的ito靶材沉積在基板的表面形成ito薄膜，通過在ito靶材后設(shè)置磁體，借由磁體產(chǎn)生的磁場，等離子體在磁場的洛侖茲力作用下，被緊緊地約束在兩個靶材之間，從而實現(xiàn)高速濺射。通過設(shè)置反應(yīng)氣體由頂蓋表面的若干通孔噴出使得反應(yīng)氣體在基板表面分布更加均勻，即等離子體分布更加均勻，進(jìn)而提高了成膜的均勻性。
一個優(yōu)選方案中，還包括：溫度傳感器，其受控于所述控制面板9，并分別設(shè)置于所述預(yù)熱腔1、沉積腔2和冷卻腔5的側(cè)壁上。
在上述方案中，通過在預(yù)熱腔、沉積腔和冷卻腔的側(cè)壁上設(shè)置溫度傳感器，能夠準(zhǔn)確的了解腔室內(nèi)的溫度，進(jìn)而根據(jù)需要利用控制面板對各腔室內(nèi)的溫度進(jìn)行控制。
一個優(yōu)選方案中，所述第二滾軸位于所述等離子體的區(qū)域外。
在上述方案中，通過限制第二滾軸位于所述等離子體的區(qū)域外，能夠避免ito靶材沉積于第二滾軸上，即有效控制了ito靶材的沉積面積，避免了靶材浪費，節(jié)約了成本。
一個優(yōu)選方案中，所述ito靶材的后部連接有冷卻器。
在上述方案中，通過在ito靶材后部連接冷卻器，能對ito靶材進(jìn)行實時的冷卻降溫，以避免靶材溫度過高，影響工作效率。
一個優(yōu)選方案中，所述成品腔6的底部設(shè)置有伸縮臺10，所述伸縮臺10在完全伸展時使所述成品腔6的最下端的隔室與所述冷卻腔6的出口平齊，所述伸縮臺10在完全收縮時使所述成品腔6的最上端的隔室與所述冷卻腔6的出口平齊。
在上述方案中，通過在成品腔的底部設(shè)置伸縮臺，使得成品腔能夠上下移動，以便于由冷卻腔出來的基板放置于成品腔內(nèi)的不同隔室內(nèi)，方便了成品的收納。
一個優(yōu)選方案中，所述伸縮臺10上設(shè)置有重力傳感器11，所述重力傳感器11與所述控制面板9通訊連接，所述重力傳感器11在感測到所述成品腔6的重量加大時，向所述控制面板9發(fā)送信號，所述控制面板9控制所述伸縮臺10向上伸展1個隔室的高度。
在上述方案中，通過在伸縮臺上設(shè)置重力傳感器，能夠借由重力傳感器向控制面板發(fā)送信號，進(jìn)而實現(xiàn)每在一個隔室內(nèi)放置一個基板后，伸縮臺向上伸展一個隔室的高度，以便后續(xù)由冷卻腔出來的基板放置于所述隔室下方的隔室內(nèi)。
一個優(yōu)選方案中，所述伸縮臺10上設(shè)置有與所述控制面板9通訊連接的提示裝置，所述提示裝置在所述伸縮臺10完全伸展后向所述控制面板9發(fā)出提示。
在上述方案中，通過設(shè)置提示裝置，能在一個成品腔裝滿后向控制面板發(fā)出提示，以便于用戶及時更換新的成品腔用于盛放基板。
盡管本發(fā)明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。