氧化铟锡 ITO 薄膜 具有高电导率和可见光透过率、紫外光区强吸收、红外区域高反射等特性, 已经广泛应用于太阳能电池、等离子体液晶显示器以及平板显示器等领域.
某光学薄膜制造商用伯东 KRI 射频离子源 RFICP 220 辅助磁控溅射沉积氧化铟锡 ITO 薄膜.
在其磁控溅射沉积工艺中, 沉积薄膜前首先对基片进行离子轰击处理去除基片表面吸附气体和杂质, 然后离子源和磁控溅射靶同时工作沉积薄膜.
其磁控溅射沉积系统工作示意图如下：
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离子源型号 |
RFICP 220 |
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Discharge |
RFICP 射频 |
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离子束流 |
>800 mA |
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离子动能 |
100-1200 V |
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栅极直径 |
20 cm Φ |
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离子束 |
聚焦 |
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流量 |
10-40 sccm |
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通气 |
Ar, Kr, Xe, O2, N2, H2, 其他 |
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典型压力 |
< 0.5m Torr |
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长度 |
30 cm |
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直径 |
41 cm |
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中和器 |
LFN 2000 |
推荐理由：
聚焦型射频离子源一方面可以增加束流密度, 提高溅射率; 另一方面减小离子束的散射面积, 减少散射的离子溅射在靶材以外的地方引起污染
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离子源型号
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Cathode/Neutralizer |
F or HC |
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电压 |
50-300V |
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电流 |
10A |
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散射角度 |
>45° |
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可充其他 |
Ar, O2, N2, H2, organic precursors, others |
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气体流量 |
2-75sccm |
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高度 |
4.0“ |
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直径 |
5.7“ |
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水冷 |
是 |
其溅射室需要沉积前本底真空抽到1×10-5Pa, 经推荐采用伯东分子泵组 Hicube 30 Eco, 其技术参数如下：
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泵组型号 |
进气法兰 |
分子泵 |
抽速 |
极限真空 |
前级泵型号 |
前级泵 |
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Hicube 30 Eco |
DN 40 ISO-KF |
Hipace 30 |
22 |
1X10-7 |
MVP 030-3 |
1.8 |
实际运行结果：
1. 离子源辅助磁控溅射低温沉积的ITO薄膜, 当 Ar、O2辅助离子束能量为 900eV 左右时能够有效改善ITO薄膜的光电性能.
2. 离子束能量为 900eV左右时, ITO薄膜处于非晶到多晶的转变过程, 此时薄膜的电阻率最小.
3. 采用离子源辅助磁控溅射技术在基片上制备了平均可见光透过率 81%、电阻率5.668x10-4Ω.an、结构致密且附着力良好的 ITO薄膜
4. 离子源的离子束轰击能够制造氧空位, 提高自有电子密度和载流子浓度.
伯东是德国 Pfeiffer 真空泵, 检漏仪, 质谱仪, 真空计, 美国 KRI 考夫曼离子源, 美国HVA 真空阀门, 美国 inTEST 高低温冲击测试机, 美国 Ambrell 感应加热设备和日本 NS 离子蚀刻机等进口知名品牌的指定代理商.
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