提高铜铟镓硒芯片TCO膜厚均匀性的方法及镀膜装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及磁控溅射镀膜技术领域，尤其涉及一种提高铜铟镓硒芯片TCO膜厚均匀性的方法及镀膜装置，磁场强度在一定范围内增强可以提高溅射速率，这样靶材两端的溅射速率高于中间位置，沉积在衬底两端上面的膜层将比之前厚，通过控制溅射功率配合磁铁磁场强度增加程度，可以满足膜厚均匀性差异在1％左右，本实施例可以解决膜厚均匀性不好的问题，而且总的溅射速率不会降低，反而升高，这样在不增加溅射功率的条件下，既可以保证总膜厚，也提高了膜厚的均匀性，解决了芯片颜色色差问题，同时单靶使用寿命从原来使用四次生产周期，可以寿命提高到五个生产周期，降低了单个生产周期的AZO靶材成本，提高了靶材利用率。提高了靶材利用率。提高了靶材利用率。

【技术实现步骤摘要】
提高铜铟镓硒芯片TCO膜厚均匀性的方法及镀膜装置


[0001]本专利技术涉及磁控溅射镀膜
，尤其涉及一种提高铜铟镓硒芯片TCO膜厚均匀性的方法及镀膜装置。

技术介绍

[0002]TCO为透明导电氧化物的总称，常见的透明导电氧化物有ITO、AZO、BZO等等，CIGS芯片主要采用AZO(铝掺杂的氧化锌导电材料)作为前电极窗口层材料，现有的AZO膜层由本征氧化锌和掺杂铝2％wt的氧化锌二种类型靶材通过低温磁控溅射得来，但因磁控溅射角度以及边缘绕镀效应，靶材二端即衬底边缘的膜层厚度会比中间位置薄，造成边缘色差明显，二端显示偏紫色，中间偏绿色，膜厚不均匀性一般为4％左右。
[0003]为了降低膜厚不均匀性以及芯片不同位置色差问题，通过增加挡板的方式来解决膜厚均匀性问题，即将i
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ZnO四根圆柱靶的其中一根靶在中间位置加上挡板，阻挡住中间位置的溅射，膜层附在挡板上，二端的膜厚正常溅射到衬底上，这样可以只补偿二端膜厚；将AL
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ZnO二个腔体中，四根圆柱靶其中一根靶都加上挡板，即二个腔体中有一根靶使用挡板补偿二端膜厚；增加挡板后，同样膜厚条件下，这样有效溅射功率降低，导致溅射速率降低，i
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ZnO的总功率从12kw变到16kw左右，AL
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ZnO的总功率从27kw变到32kw；单个生产周期AZO靶材消耗功率增加，靶材总厚度不变情况下，单靶使用寿命只能用四次，单个生产周期靶材成本上升。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提出一种提高铜铟镓硒芯片TCO膜厚均匀性的方法及镀膜装置，以解决通过挡板降低膜厚不均匀性导致的靶材消耗功率增加的问题。
[0005]基于上述目的，本专利技术提供了一种提高铜铟镓硒芯片TCO膜厚均匀性的方法，包括对本征氧化锌和掺杂铝2％wt的氧化锌两种类型靶材先后进行低温磁控溅射，形成i
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ZnO膜和AL
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ZnO膜，i
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ZnO膜通过一个腔体中的四根圆柱靶材溅射得来，AL
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ZnO膜通过两个腔体中的共八根圆柱靶材溅射得来；
[0006]本方法还包括：
[0007]提高第三根圆柱靶材和第四根圆柱靶材两端所用的永久磁铁的磁场强度，使得第三根圆柱靶材和第四根圆柱靶材两端的磁场强度高于中间的磁场强度，；
[0008]控制溅射功率配合调整后的磁场强度，使i
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ZnO膜和AL
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ZnO膜的膜厚符合预设要求。
[0009]优选地，各圆柱靶材均包括阴极磁铁结构，所述阴极磁铁结构包括中间磁铁组，所述中间磁铁组的两侧长边各设置有一组长边边缘磁铁组，两组长边边缘磁铁组相互对称，所述中间磁铁组的短边边缘各设置有1个短边侧边磁铁；
[0010]所述中间磁铁组包括42个依次排列且N极朝上的第一磁铁，所述长边边缘磁铁组包括42个依次排列且S极朝上的第二磁铁；
[0011]提高圆柱靶材两端所用的永久磁铁的磁场强度包括：
[0012]将中间磁铁组两端的各三个第一磁铁的剩磁感应强度增加2.1％
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5.7％，将长边边缘磁铁组两端各4个第二磁铁的剩磁感应强度增加2.1％
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5.7％。
[0013]优选地，中间磁铁组中部36个第一磁铁、所述长边边缘磁铁组中部34个磁铁和所述短边侧边磁铁的磁铁牌号均为NdFeB 50M，磁铁剩磁感应强度为13900Gs，
[0014]提高圆柱靶材两端所用的永久磁铁的磁场强度包括：
[0015]将中间磁铁组两端的各三个第一磁铁的磁铁牌号改为NdFeB 52M，剩磁感应强度为14200～14700Gs，将长边边缘磁铁组两端各4个第二磁铁的磁铁牌号改为NdFeB 52M，剩磁感应强度为14200～14700Gs。
[0016]本说明书还提供一种提高铜铟镓硒芯片TCO膜厚均匀性的镀膜装置，包括第一腔体和两个第二腔体，所述第一腔体中设置有四根本征氧化锌圆柱靶材，用于通过低温磁控溅射在目标衬底上沉积得到i
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ZnO膜，所述第二腔体中设置有四根掺杂铝氧化锌圆柱靶材，用于通过低温磁控溅射在目标衬底上沉积得到AL
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ZnO膜，所述第一腔体和第二腔体中，第三根圆柱靶材和第四根圆柱靶材两端所用的永久磁铁的磁场强度均高于中间位置的永久磁铁的磁场强度，第三根圆柱靶材和第四根圆柱靶材中间位置的永久磁铁的磁场强度与第一根圆柱靶材和第二根圆柱靶材上的各永久磁铁的磁场强度相同。
[0017]优选地，各圆柱靶材均包括阴极磁铁结构，所述阴极磁铁结构包括中间磁铁组，所述中间磁铁组的两侧长边各设置有一组长边边缘磁铁组，两组长边边缘磁铁组相互对称，所述中间磁铁组的短边边缘各设置有1个短边侧边磁铁；
[0018]所述中间磁铁组包括42个依次排列且N极朝上的第一磁铁，所述长边边缘磁铁组包括42个依次排列且S极朝上的第二磁铁；
[0019]所述中间磁铁组两端的各三个第一磁铁的剩磁感应强度相对于其他第一磁铁高2.1％
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5.7％，长边边缘磁铁组两端各4个第二磁铁的剩磁感应强度相对于其他第二磁铁高2.1％
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5.7％。
[0020]优选地，中间磁铁组中部36个第一磁铁、所述长边边缘磁铁组中部34个磁铁和所述短边侧边磁铁的磁铁牌号均为NdFeB 50M，磁铁剩磁感应强度为13900Gs，中间磁铁组两端的各三个第一磁铁的磁铁牌号为NdFeB 52M，剩磁感应强度为14200～14700Gs，长边边缘磁铁组两端各4个第二磁铁的磁铁牌号为NdFeB 52M，剩磁感应强度为14200～14700Gs。
[0021]优选地，第一磁铁为长方体结构，尺寸为1*0.867*0.724英寸，所述第二磁铁为梯形体结构，顶部设置为斜角，尺寸为1*0.815*0.362英寸，其中0.815英寸为梯形短边长度，梯形长边长度为0.933英寸，所述短边侧边磁铁为长方体结构，尺寸为1.466*0.750*0.408英寸。
[0022]本专利技术的有益效果：磁场强度在一定范围内增强可以提高溅射速率，这样靶材两端的溅射速率高于中间位置，沉积在衬底两端上面的膜层将比之前厚，通过控制溅射功率配合磁铁磁场强度增加程度，可以满足膜厚均匀性差异在1％左右，具体来说，可以根据镀膜的实际厚度对溅射功率进行反馈调节，本实施例可以解决膜厚均匀性不好的问题，而且总的溅射速率不会降低，反而升高，这样在不增加溅射功率的条件下，既可以保证总膜厚，也提高了膜厚的均匀性，解决了芯片颜色色差问题，同时单靶使用寿命从原来使用四次生产周期，可以寿命提高到五个生产周期，降低了单个生产周期的AZO靶材成本，提高了靶材
利用率。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术，对于本领本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高铜铟镓硒芯片TCO膜厚均匀性的方法，包括对本征氧化锌和掺杂铝2％wt的氧化锌两种类型靶材先后进行低温磁控溅射，形成i
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ZnO膜和AL
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ZnO膜，其特征在于，i
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ZnO膜通过一个腔体中的四根圆柱靶材溅射得来，AL
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ZnO膜通过两个腔体中的共八根圆柱靶材溅射得来；所述方法还包括：提高第三根圆柱靶材和第四根圆柱靶材两端所用的永久磁铁的磁场强度，使得第三根圆柱靶材和第四根圆柱靶材两端的磁场强度高于中间的磁场强度；控制溅射功率配合调整后的磁场强度，使i
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ZnO膜和AL
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ZnO膜的膜厚符合预设要求。2.根据权利要求1所述的提高铜铟镓硒芯片TCO膜厚均匀性的方法，其特征在于，各圆柱靶材均包括阴极磁铁结构，所述阴极磁铁结构包括中间磁铁组，所述中间磁铁组的两侧长边各设置有一组长边边缘磁铁组，两组长边边缘磁铁组相互对称，所述中间磁铁组的短边边缘各设置有1个短边侧边磁铁；所述中间磁铁组包括42个依次排列且N极朝上的第一磁铁，所述长边边缘磁铁组包括42个依次排列且S极朝上的第二磁铁；提高圆柱靶材两端所用的永久磁铁的磁场强度包括：将中间磁铁组两端的各三个第一磁铁的剩磁感应强度增加2.1％
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5.7％，将长边边缘磁铁组两端各4个第二磁铁的剩磁感应强度增加2.1％
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5.7％。3.根据权利要求2所述的提高铜铟镓硒芯片TCO膜厚均匀性的方法，其特征在于，所述中间磁铁组中部36个第一磁铁、所述长边边缘磁铁组中部34个磁铁和所述短边侧边磁铁的磁铁牌号均为NdFeB 50M，磁铁剩磁感应强度为13900Gs，提高圆柱靶材两端所用的永久磁铁的磁场强度包括：将中间磁铁组两端的各三个第一磁铁的磁铁牌号改为NdFeB 52M，剩磁感应强度为14200～14700Gs，将长边边缘磁铁组两端各4个第二磁铁的磁铁牌号改为NdFeB 52M，剩磁感应强度为14200～14700Gs。4.一种提高铜铟镓硒芯片TCO膜厚均匀性的镀膜装置，其特征在于，包括第一腔体和两个第二腔体，所述第一腔体中设置有四根本征氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：萧吉宏，连重炎，郑威，尚航，
申请(专利权)人：宣城先进光伏技术有限公司，
类型：发明
国别省市：