一种集成原子层沉积功能的磁控溅射镀膜系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种集成原子层沉积功能的磁控溅射镀膜系统，它包括进片室、设于进片室出料端且依次连接的一个以上原子层沉积室、设于原子层沉积室出料端的进片隔离室、设于进片隔离室出料端的进片缓冲室、设于进片缓冲室出料端且依次连接的一个以上工艺镀膜室、设于工艺镀膜室出料端的出片缓冲室、设于出片缓冲室出料端的出片隔离室以及设于出片隔离室出料端的出片室。本实用新型专利技术的目的在于提供一种集成原子层沉积功能的磁控溅射镀膜系统，其通过将原子层沉积设备和磁控溅射设备结合在一起，应用于原子层沉积

【技术实现步骤摘要】
一种集成原子层沉积功能的磁控溅射镀膜系统


[0001]本技术涉及磁控溅射真空镀膜领域，尤其涉及一种集成原子层沉积功能的磁控溅射镀膜系统。

技术介绍

[0002]在硅基钙钛矿叠层电池当中，一般采用硅基异质结太阳能电池作为底电池，钙钛矿电池作为顶电池。钙钛矿电池一般采用富勒烯C60作为电子传输层，之后在富勒烯C60上表面沉积保护层，然后再沉积透明电极层。由于富勒烯C60 为有机物，镀膜轰击过程对C60有很大的损伤，因此需要尽量避免沉积透明电极时损伤到C60电子传输层。
[0003]鉴于原子层沉积方式具有沉积损伤小、沉积均匀性佳、沉积速率低的特点，以及磁控溅射、蒸镀、活性等离子沉积等物理气相沉积具有沉积速率高、沉积损伤大的特点，保护层一般采用原子层沉积方式制备，透明电极一般采用物理气相沉积方式制备。
[0004]目前，原子层沉积和物理气相沉积都是独立的设备，原子层沉积一般采用管式炉生产，用花篮装载基材，工艺真空度一般在150pa左右。大规模生产过程中，物理气相沉积一般采用线式磁控溅射镀膜，用载板装载基材，工艺真空度一般在1pa左右。因此叠层电池中的顶电池镀膜流程一般为先采用原子层沉积设备制作完成保护层，之后再转移到物理气相沉积设备制作完成透明电极。原子层沉积设备与透明电极制作的设备都是真空设备，并且装载的工装治具、气体环境、工艺真空度等不一样，因此需要两次抽空、破空过程，大规模生产过程中还需要配备基材从花篮转移到载板的设备。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种集成原子层沉积功能的磁控溅射镀膜系统，其通过将原子层沉积设备和磁控溅射设备结合在一起，应用于原子层沉积
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磁控溅射镀膜连续进行的工艺中，可以大幅简化设备结构、缩短工艺流程，从而大幅降低设备成本，提高生产效率与生产良率，更加适合于大规模生产。
[0006]本技术的目的通过如下技术方案实现：
[0007]一种集成原子层沉积功能的磁控溅射镀膜系统，它包括进片室、设于进片室出料端且依次连接的一个以上原子层沉积室、设于原子层沉积室出料端的进片隔离室、设于进片隔离室出料端的进片缓冲室、设于进片缓冲室出料端且依次连接的一个以上工艺镀膜室、设于工艺镀膜室出料端的出片缓冲室、设于出片缓冲室出料端的出片隔离室以及设于出片隔离室出料端的出片室。
[0008]较之现有技术而言，本技术的优点在于：
[0009]本技术将原子层沉积与磁控溅射镀膜结合在一起，使原本独立的两台设备融合成一台设备。原子层沉积腔室与磁控溅射镀膜室之间设置进片隔离室，进片隔离室主要起到原子层沉积腔室与磁控溅射镀膜室之间不同工艺气体、不同工艺压力的转换作用。系统开启后，原子层沉积室与磁控溅射镀膜室开始持续镀膜，生产时只需要将基材装在载板
上，载板经过进片室传入原子层沉积室沉积，通过进片隔离室调整腔室压力及气体环境后进入磁控溅射镀膜室镀膜，之后传出出片室，从而实现同一系统上使用同一套载板完成原子层沉积与磁控溅射在线式镀膜。
附图说明
[0010]图1为本技术实施例一种集成原子层沉积功能的磁控溅射镀膜系统结构示意图；
[0011]图2为本技术实施例一种集成原子层沉积功能的磁控溅射镀膜系统布满载板后的结构示意图；
[0012]图3为本技术实施例一种集成原子层沉积功能的磁控溅射镀膜系统的载板结构示意图；
[0013]图4为本技术实施例一种集成原子层沉积功能的磁控溅射镀膜系统的镀膜方法工艺流程图。
具体实施方式
[0014]一种集成原子层沉积功能的磁控溅射镀膜系统，它包括进片室、设于进片室出料端且依次连接的一个以上原子层沉积室、设于原子层沉积室出料端的进片隔离室、设于进片隔离室出料端的进片缓冲室、设于进片缓冲室出料端且依次连接的一个以上工艺镀膜室、设于工艺镀膜室出料端的出片缓冲室、设于出片缓冲室出料端的出片隔离室以及设于出片隔离室出料端的出片室。
[0015]通过设置出片隔离室，防止出片室频繁破空引入的杂质气体影响其他腔室的工作。另，因工艺镀膜室镀膜时的传输速度比较慢，而载板之间的间隙很小，通过设置出片缓冲室，以便提高完成镀膜后的载板的传输速度，从而提高生产效率。
[0016]所述原子层沉积室设有2至10个；每个原子层沉积室设有前驱体供应设备及加热设备；所述前驱体供应设备用于与相应前驱体源连接，以沉积包括但不限于Al2O3、SnO2、ZnO、SiO2、HfO2、Ga2O3、Ta2O3、TiOx、NiOx、MoOx、VOx、WOx、 In2O3:H、IZO、ZnO:B或者In2O3:(Al、Sn或Ga)等材料。
[0017]所述进片室与原子层沉积室之间可以根据需要设置缓冲隔离室。
[0018]所述工艺镀膜室设有1至6个；每个工艺镀膜室内设有若干个旋转靶座或平面靶座及相应的电源、冷却水设备、气体控制设备；所述旋转靶座或平面靶座用来安装包括但不限于ITO、IZO或IWO等材料的靶材以沉积相应材料的薄膜。
[0019]所述进片室、原子层沉积室、出片室及进片隔离室设有用于抽真空的组合机械泵；所述进片缓冲室、工艺镀膜室、出片缓冲室及出片隔离室设有作为前级泵的组合机械泵以及作为主泵的分子泵、钛升华泵或离子泵；所述进片室、原子层沉积室、进片隔离室、进片缓冲室、工艺镀膜室、出片缓冲室、出片隔离室以及出片室分别设有用来监测腔室内真空度的真空计。
[0020]所述进片室进片端、进片室与原子层沉积室之间、原子层沉积室与进片隔离室之间、进片隔离室与进片缓冲室之间、出片缓冲室与出片隔离室之间、出片隔离室与出片室之间以及出片室出料端分别设有门阀。
[0021]所述进片室、原子层沉积室、进片隔离室、进片缓冲室、工艺镀膜室、出片缓冲室、出片隔离室、出片室分别设有能相互联动传输的传输机构；所述传输机构可以实现相邻腔室联动传输。
[0022]所述进片隔离室与进片缓冲室设有加热器；所述加热器为红外加热器或电阻丝加热器。
[0023]一种集成原子层沉积功能的磁控溅射镀膜方法，它包括如下步骤
[0024]S1、开启镀膜系统；
[0025]S2、载板进入进片室：进片室破空，打开进片室门阀，装载基材的载板传动进入进片室，之后关闭进片室门阀，进行抽真空处理；
[0026]S3、原子层沉积：进片室真空度小于100Pa后，打开进片室与原子层沉积室之间的门阀，载板传动进入原子层沉积室，之后关闭进片室与原子层沉积室之间的门阀；载板按设定速度传送至最后一个原子沉积室；
[0027]S4、载板进入进片隔离室：进片隔离室提前通入惰性气体，待进片隔离室真空度与原子层沉积室真空度相同后，打开原子层沉积室与进片隔离室之间的门阀，载板传动进入进片隔离室，之后关闭原子层沉积室与进片隔离室之间的门阀；
[0028]S5、载板进入缓冲室：对进片隔离室进行抽真空处理，待进片隔离室真空度小于1Pa后打开进片隔离室与进片缓冲室之间的门阀，载板本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成原子层沉积功能的磁控溅射镀膜系统，其特征在于：它包括进片室、设于进片室出料端且依次连接的一个以上原子层沉积室、设于原子层沉积室出料端的进片隔离室、设于进片隔离室出料端的进片缓冲室、设于进片缓冲室出料端且依次连接的一个以上工艺镀膜室、设于工艺镀膜室出料端的出片缓冲室、设于出片缓冲室出料端的出片隔离室以及设于出片隔离室出料端的出片室。2.根据权利要求1所述的集成原子层沉积功能的磁控溅射镀膜系统，其特征在于：所述原子层沉积室设有2至10个；每个原子层沉积室设有前驱体供应设备及加热设备。3.根据权利要求2所述的集成原子层沉积功能的磁控溅射镀膜系统，其特征在于：所述前驱体供应设备与相应前驱体源连接沉积Al2O3、SnO2、ZnO、SiO2、HfO2、Ga2O3、Ta2O3、TiOx、NiOx、MoOx、VOx、WOx、In2O3:H、IZO、ZnO:B或者In2O3:(Al、Sn或Ga)材料。4.根据权利要求1所述的集成原子层沉积功能的磁控溅射镀膜系统，其特征在于：所述工艺镀膜室设有1至6个；每个工艺镀膜室内设有若干个旋转靶座或平面靶座及相应的电源、冷却水设备、气体控制设备。5.根据权利要求4所述的集成原子层沉积功能的磁控溅射镀膜系统，其特征在于：所述旋转靶座或平面靶座安装ITO、IZO或IWO材料的靶材以沉积相应材料的薄膜。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：林朝晖，张超华，唐泽国，王树林，
申请(专利权)人：福建金石能源有限公司，
类型：新型
国别省市：