膜层的制备方法和反应腔室技术

本发明专利技术涉及溅射镀膜技术领域，公开了一种膜层的制备方法和反应腔室，用以减少阳极消失、靶溅射不均匀等原因引起的成膜问题。其中膜层的制备方法包括：向孪生靶输入双极性波的中频交流电进行溅射，并控制孪生靶中的两个靶向相反的方向转动；输送衬底至溅射区域，使得孪生靶被溅射下的原子沉积在衬底上形成膜层。

【技术实现步骤摘要】
膜层的制备方法和反应腔室
本专利技术涉及溅射镀膜
，尤其涉及一种膜层的制备方法和反应腔室。
技术介绍
CIGS薄膜太阳能电池具有相对效率较高、抗辐射、弱光性好、重量轻便可作为移动能源使用等优点。CIGS层作为CIGS薄膜太阳能的吸收层，主要的膜层沉积工艺有磁控溅射和共蒸发。用磁控溅射沉积CIGS的方法有先沉积预制层然后硒化的方法和直接预制CIGS层的方法，在预制CIG预制膜然后硒化退火的方法中，是在真空环境中使用磁控溅射CIG的靶，将硒源加热蒸发到溅射腔室，进行硒化生长CIGS吸收层。在CIGS的成膜过程中我们需要控制磁控溅射避免因为磁控溅射弧光放电，阳极消失，靶溅射不均匀等原因引起的成膜质量问题。对于如何能减少因为靶的原因造成的溅射成膜不均是需要解决的一个问题。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种膜层的制备方法和反应腔室，用以减少阳极消失、靶溅射不均匀等原因引起的成膜问题。本专利技术提供了一种膜层的制备方法，包括：向孪生靶输入双极性波的中频交流电进行溅射，并控制孪生靶中的两个所述靶向相反的方向转动；输送衬底至溅射区域，使得所述孪生靶被溅射下的原子沉积在所述衬底上形成膜层。本专利技术提供的膜层的制备方法，采用中频溅射，将每两个靶划分成一组构成孪生靶，使得孪生靶中的两个靶互为阴阳极，使得基片或者其他部件都不会和电源连接，即不需要基片或其他部件作为阳极，这样的设计可以避免溅射材料覆盖到基片或其他部件后，导致阳极消失现象的发生；根据介质层的介电常数和轰击离子流的电流密度，介质层可被一个频率相对较低(与射频13.56MHz相比而言)的交流电压不断中和。如果介质层被不断中和，放了电的靶表面就不会存在电荷的积累，因电击穿而引起的电弧也就同时被防止了，进而也就可以减少弧光放电现象的发生；另外，磁控溅射中由于磁场的原因存在“十字角”的影响，在中频溅射中存在“十字场”的影响，磁控溅射时靶的两端会聚集更多的自由电子，形成较强的自维持放电现象。相对应的，靶的两端最容易溅射，溅射速率较其他地方的溅射速率快，靶消耗就快，通过将孪生靶中的两个靶连接不同驱动方向的驱动装置，使得两个靶旋转方向不同，可以减小磁场的原因存在“十字角”的影响，中频溅射中存在“十字场”的影响，从而降低靶两端溅射速率，减少靶两端溅射较快的现象的发生，综上，本专利技术提供反应腔室用于溅射成膜，可以减少阳极消失、靶溅射不均匀等原因引起的成膜问题，可以提高成膜均匀性。本专利技术还提供了一种用于上述所述的膜层的制备方法的反应腔室，包括：腔室本体；设置于所述腔室本体内2+2n个靶，n为大于等于0的整数；中频电源，与相同的2个所述靶电连接，其中：连接同一所述中频电源的两个靶构成孪生靶；第一驱动装置和第二驱动装置，分别连接一对所述孪生靶中的一个靶的转轴，所述孪生靶中的一个沿第一方向旋转，所述孪生靶中的另一个沿第二方向旋转，所述第一方向和所述第二方向相反。本专利技术提供的反应腔室，将每两个靶连接同一中频电源构成孪生靶，使得孪生靶中的两个靶互为阴阳极，使得基片或者其他部件都不会和电源连接，即不需要基片或其他部件作为阳极，这样的设计可以很好的消除阳极消失的问题；根据介质层的介电常数和轰击离子流的电流密度，介质层可被一个频率相对较低(与射频13.56MHz相比而言)的交流电压不断中和。如果介质层被不断中和，放了电的靶表面就不会存在电荷的积累，因电击穿而引起的电弧也就同时被防止了，进而也就可以减少弧光放电现象的发生；另外，磁控溅射中由于磁场的原因存在“十字角”的影响，在中频溅射中存在“十字场”的影响，靶一般在两端的位置，磁控溅射时靶的两端会聚集更多的自由电子，形成较强的自维持放电现象。相对应的，靶的两端最容易溅射，溅射速率较其他地方的溅射速率快，靶消耗就快，通过将孪生靶中的两个靶连接不同驱动方向的驱动装置，使得两个靶旋转方向不同，可以减小磁场的原因存在“十字角”的影响，中频溅射中存在“十字场”的影响，从而降低靶两端溅射速率，减少靶两端溅射较快的现象的发生，综上，本专利技术提供反应腔室用于溅射成膜，可以减少阳极消失、靶溅射不均匀等原因引起的成膜问题，可以提高成膜均匀性。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图用来提供对本专利技术技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术的技术方案，并不构成对本专利技术技术方案的限制。图1为本专利技术提供的膜层的制备方法的一种流程图；图2为本专利技术提供的膜层的制备方法的另一种流程图；图3为本专利技术提供的太阳能电池的制备方法的流程图；图4为本专利技术提供的反应腔室的一种结构示意图；图5本专利技术提供的反应腔室的另一种结构示意图；图6为本专利技术提供的镀膜设备的结构示意图；图7为溅射时靶两端溅射较快的原理示意图。附图标记：1-腔室本体11-中空腔室12-门体2-靶21-第一孪生靶22-第二孪生靶3-中频电源4-第一驱动装置5-第二驱动装置6-传动机构7-安装轴L-轴间距W-宽度A-第一方向B-第二方向具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例的附图，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。实施例一如图1所示，本专利技术提供了一种膜层的制备方法，包括：步骤S101：向孪生靶输入双极性波的中频交流电进行溅射，并控制孪生靶中的两个所述靶向相反的方向转动；例如：上述提供的靶的数量可以为2个、4个、6个等偶数个，具体的靶的数量可以根据制备的膜层的具体工艺设置。步骤S102：输送衬底至溅射区域，使得所述孪生靶被溅射下的原子沉积在所述衬底上形成膜层。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种膜层的制备方法，其特征在于，包括：/n向孪生靶输入双极性波的中频交流电进行溅射，并控制孪生靶中的两个所述靶向相反的方向转动；/n输送衬底至溅射区域，使得所述孪生靶被溅射下的原子沉积在所述衬底上形成膜层。/n

【技术特征摘要】
1.一种膜层的制备方法，其特征在于，包括：
向孪生靶输入双极性波的中频交流电进行溅射，并控制孪生靶中的两个所述靶向相反的方向转动；
输送衬底至溅射区域，使得所述孪生靶被溅射下的原子沉积在所述衬底上形成膜层。


2.根据权利要求1所述的膜层的制备方法，其特征在于，所述孪生靶的构成方式包括：提供2+2n个沿直线排列的靶，且沿排列方向上第m个靶与第2n+3-m个靶构成所述孪生靶，其中：m为大于等于1且小于等于2+2n的整数。


3.根据权利要求1所述的膜层制备方法，其特征在于，所述靶为CIG靶，在步骤所述向孪生靶输入双极性波的中频交流电进行溅射，并控制孪生靶中的两个所述靶向相反的方向转动，具体包括：在硒蒸气氛围下，向孪生靶输入双极性波的中频交流电，并控制孪生靶中的两个所述靶向相反的方向转动。


4.根据权利要求2所述的膜层的制备方法，其特征在于，步骤所述向孪生靶输入双极性波的中频交流电进行溅射，并控制孪生靶中的两个所述靶向相反的方向转动，具体包括：
向孪生靶输入双极性波的中频交流电进行溅射，控制排列方向上第1个靶至第1+n个靶沿同一旋转方向旋转，第2+n个靶至第2+2n个靶沿同一旋转方向旋转。


5.根据权利要求1所述的膜层的制备方法，其特征在于，溅射的频率大于等...

【专利技术属性】
技术研发人员：张兴，孙红霞，潘世荣，李建勇，
申请(专利权)人：领凡新能源科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11