一种用于铜电镀工艺的透明导电靶材及薄膜线路的制备方法技术

本申请涉及一种用于铜电镀工艺的透明导电靶材及薄膜线路的制备方法，包括通过注浆成型加中高温烧结的方式制作氧化铟锡、氧化铟锌或是氧化铟锡锌靶材以及对应的含银氧化铟锡、含银氧化铟锌或是含银氧化铟锡锌靶材，借由添加氧化银粉末或是纯银粉末降低烧结温度，提高靶材密度及导电性；将玻璃基板或完成PECVD工艺的N型硅片，以及靶材和对应的含银靶材放入真空溅镀机中，在室温条件下进行镀膜，形成电镀铜多层薄膜结构，并进行黄光制程及蚀刻制程，形成铜金属栅线，完成薄膜线路的制作。本发明专利技术可实现将靶材与传统的透明导电膜靶材放在同一个溅镀机上溅镀，能够满足异质结电池及异质结钙钛矿叠层电池的铜电镀金属化的性能需求。求。

【技术实现步骤摘要】
一种用于铜电镀工艺的透明导电靶材及薄膜线路的制备方法


[0001]本申请涉及镀膜氧化物材料制备的
，具体涉及一种用于铜电镀工艺的透明导电靶材及薄膜线路的制备方法。

技术介绍

[0002]随着社会发展和科学技术的突飞猛进，人类对功能材料的需求日益迫切。新的功能材料已成为新技术和新兴工业发展的关键。随着显示器、触膜屏、半导体、太阳能等产业的发展，一种新的功能材料——透明导电氧化物薄膜(transparent conducting oxide，简称为TCO薄膜)随之产生、发展起来。所谓透明导电薄膜是指一薄膜材料在可见光范围内的透光率达到80％以上，而且导电性高，比电阻值低于1
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‑3Ωcm。已知Au、Ag、Pt、Cu、Rh、Pd、Al、Cr等金属，在形成3～15nm厚的薄膜时，都具有某种程度的透光性，都曾应用于透明薄膜电极。但这些金属薄膜对光的吸收太大，硬度低且稳定性差，因此渐渐发展成以金属氧化物为透明导电薄膜材料为主，这类薄膜具有禁带宽、可见光谱区光透射率高和电阻率低等共同光电特性，在太阳能电池、平面显示、特殊功能窗口涂层及其它光电器件领域具有广阔的应用前景。其中制备技术最成熟、应用最广泛的当属ITO薄膜。但是，由于ITO薄膜中In2O3价格昂贵，从而导致生产成本较高；非氧化铟系列的材料如氧化锡或者氧化锌，近年也有相当多得研究，但目前在LED、太阳能电池、显示器及触控屏等领域，这些新的导电薄膜材料性价比尚无法与氧化铟系列的材料相比拟。
[0003]目前生产ITO膜的方法主要有真空蒸镀工艺、化学气相沉积(CVD)工艺、脉冲激光沉积(PLD)工艺、及真空溅镀工艺等。为达大面积均匀性及量产性，真空溅度的工艺是首选，因此薄膜溅镀用镀膜材料，即靶材的质量与性能就变得非常重要。随着电子组件如液晶电视、触控屏、薄膜太阳能电池等尺寸越来越大，如何获得更高透光度与电性的ITO薄膜是当务之急。
[0004]靶材是具有固定形状用于溅射镀膜之母材。针对氧化物靶材，传统的制作方式是用热压制程或者冷均压再烧结制程，材料混合均匀性差，且烧结过程中应力分布不均，不易生产高密度大尺寸的氧化物靶材。
[0005]在所有的太阳能电池技术中，研究硅基异质结(HJT)太阳能电池具有重要的意义，因为其具备转换效率高、结构简单、制程温度低、工艺步骤少以及温度系数低等优点。在异质结电池及异质结钙钛矿叠层电池的金属化过程中，往往需要用使用低温银浆或是低温银包铜浆。但不论是低温银浆或是低温银包铜浆，都具有价格高及导电性低的问题，并且与异质结电池及异质结钙钛矿叠层电池表面透明导电膜，即TCO膜的接触阻抗高。为提高金属化的电性能、降低接触电阻、降低金属化的生产成本、提高电池转换效率及提高组件的输出功率,无银化的电镀铜工艺逐渐受到重视。由于透明导电膜材料属于半导体，电阻为3
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‑4～4
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‑4Ωcm，电性能上不足以直接电镀铜栅线。所以通常需要在透明导电膜的表面先溅镀一层较薄的铝或是铜等良导体做为种子层，种子层的厚度通常小于<150nm，电阻为4
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‑6～5
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‑6Ωcm。然后在种子层上面进行厚度大于5um的厚铜栅线的电镀成型。目前溅镀纯铜
做为种子层的缺点之一，是纯铜容易氧化且热涨冷缩系数大，容易造成薄膜脱落；其次由于TCO镀膜后需要热处理来获得较佳的电性及透光度，而纯铜镀膜后不适合热处理，所以溅镀TCO与溅镀纯铜不适合在同一个溅镀机上操作，需要增加一台真空溅镀机，因此提高了设备投入的成本。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于，提供一种用于铜电镀工艺的透明导电靶材及薄膜线路的制备方法，能够降低烧结温度，提高靶材密度及导电性，并能够实现溅镀含银颗粒的透明导电膜层时，靶材与传统的透明导电膜靶材放在同一个溅镀机上溅镀，能够满足异质结电池及异质结钙钛矿叠层电池的铜电镀金属化的性能需求。
[0007]本专利技术采取的技术方案是：一种用于铜电镀工艺的透明导电靶材及薄膜线路的制备方法，包括如下步骤：
[0008]S1：将氧化锡粉末、氧化锌粉末或氧化锡粉末和氧化锌粉末加入氧化铟粉末中，加入氧化锆球、纯水及分散剂进行充分研磨混合形成浆料，将研磨后的浆料灌入多孔性模具中进行干燥，形成氧化铟锡低密度胚体、氧化铟锌低密度胚体或氧化铟锡锌低密度胚体；
[0009]S2：对制得的氧化铟锡低密度胚体、氧化铟锌低密度胚体或氧化铟锡锌低密度胚体进行烧结，烧结后进行切割和表面研磨形成氧化铟锡高密度靶材胚体、氧化铟锌高密度靶材胚体或氧化铟锡锌高密度靶材胚体；
[0010]S3：将氧化铟锡高密度靶材胚体、氧化铟锌高密度靶材胚体或氧化铟锡锌高密度靶材胚体用铟帮定在铜背板上面形成溅镀用的氧化铟锡靶材、氧化铟锌靶材或氧化铟锡锌靶材；
[0011]S4：将氧化锡粉末、氧化锌粉末或氧化锡粉末和氧化锌粉末，以及氧化银粉末或纯银粉末加入氧化铟粉末中，并加入氧化锆球、纯水及分散剂进行充分研磨混合形成浆料，将研磨后的浆料灌入多孔性模具中进行干燥，形成含银氧化铟锡低密度胚体、含银氧化铟锌低密度胚体或含银氧化铟锡锌低密度胚体；
[0012]S5：对制得的含银氧化铟锡低密度胚体、含银氧化铟锌低密度胚体或含银氧化铟锡锌低密度胚体进行烧结，烧结后进行切割和表面研磨形成含银氧化铟锡高密度靶材胚体、含银氧化铟锌高密度靶材胚体或含银氧化铟锡锌高密度靶材胚体；
[0013]S6：将含银氧化铟锡高密度靶材胚体、含银氧化铟锌高密度靶材胚体或含银氧化铟锡锌高密度靶材胚体用铟帮定在铜背板上面形成溅镀用的含银氧化铟锡靶材、含银氧化铟锌靶材或含银氧化铟锡锌靶材；
[0014]S7：将玻璃基板或完成PECVD工艺的N型硅片，以及靶材和对应的含银靶材放入真空溅镀机中，在室温条件下进行镀膜，在玻璃基板或完成PECVD工艺的N型硅片上依次溅镀50～150nm厚的氧化铟锡薄膜、氧化铟锌薄膜或氧化铟锡锌薄膜以及5～20nm厚的含银氧化铟锡薄膜、含银氧化铟锌薄膜或含银氧化铟锡锌薄膜；对含银氧化铟锡薄膜、含银氧化铟锌薄膜或含银氧化铟锡锌薄膜表面进行黄光制程，再电镀5～20um厚的纯铜薄膜，然后进行蚀刻制程，形成铜金属栅线，完成铜金属化的多层薄膜制作或是HJT电池制作。
[0015]进一步地，所述步骤S1中制作氧化铟锡低密度胚体时，加入的氧化锡粉末的重量百分比为0.5～10wt％；
[0016]制作氧化铟锌低密度胚体时，加入的氧化锌粉末的重量百分比为5～35wt％；
[0017]制作氧化铟锡锌低密度胚体时，加入的氧化锡粉末的重量百分比为0.5～10wt％，加入的氧化锌粉末的重量百分比为5～35wt％。
[0018]进一步地，所述步骤S1和S4中的研磨时间为16～72h。
[0019]进一步地，所述步骤S2中，制作氧化铟锡高密度靶材胚体时的烧结温度为1500～1600℃；制得的氧化铟锡本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于铜电镀工艺的透明导电靶材及薄膜线路的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：将氧化锡粉末、氧化锌粉末或氧化锡粉末和氧化锌粉末加入氧化铟粉末中，加入氧化锆球、纯水及分散剂进行充分研磨混合形成浆料，将研磨后的浆料灌入多孔性模具中进行干燥，形成氧化铟锡低密度胚体、氧化铟锌低密度胚体或氧化铟锡锌低密度胚体；S2：对制得的氧化铟锡低密度胚体、氧化铟锌低密度胚体或氧化铟锡锌低密度胚体进行烧结，烧结后进行切割和表面研磨形成氧化铟锡高密度靶材胚体、氧化铟锌高密度靶材胚体或氧化铟锡锌高密度靶材胚体；S3：将氧化铟锡高密度靶材胚体、氧化铟锌高密度靶材胚体或氧化铟锡锌高密度靶材胚体用铟帮定在铜背板上面形成溅镀用的氧化铟锡靶材、氧化铟锌靶材或氧化铟锡锌靶材；S4：将氧化锡粉末、氧化锌粉末或氧化锡粉末和氧化锌粉末，以及氧化银粉末或纯银粉末加入氧化铟粉末中，并加入氧化锆球、纯水及分散剂进行充分研磨混合形成浆料，将研磨后的浆料灌入多孔性模具中进行干燥，形成含银氧化铟锡低密度胚体、含银氧化铟锌低密度胚体或含银氧化铟锡锌低密度胚体；S5：对制得的含银氧化铟锡低密度胚体、含银氧化铟锌低密度胚体或含银氧化铟锡锌低密度胚体进行烧结，烧结后进行切割和表面研磨形成含银氧化铟锡高密度靶材胚体、含银氧化铟锌高密度靶材胚体或含银氧化铟锡锌高密度靶材胚体；S6：将含银氧化铟锡高密度靶材胚体、含银氧化铟锌高密度靶材胚体或含银氧化铟锡锌高密度靶材胚体用铟帮定在铜背板上面形成溅镀用的含银氧化铟锡靶材、含银氧化铟锌靶材或含银氧化铟锡锌靶材；S7：将玻璃基板或完成PECVD工艺的N型硅片，以及靶材和对应的含银靶材放入真空溅镀机中，在室温条件下进行镀膜，在玻璃基板或完成PECVD工艺的N型硅片上依次溅镀50～150nm厚的氧化铟锡薄膜、氧化铟锌薄膜或氧化铟锡锌薄膜以及5～20nm厚的含银氧化铟锡薄膜、含银氧化铟锌薄膜或含银氧化铟锡锌薄膜；对含银氧化铟锡薄膜、含银氧化铟锌薄膜或含银氧化铟锡锌薄膜表面进行黄光制程,再电镀5～20um厚的纯铜薄膜，然后进行蚀刻制程，形成铜金属栅线，完成铜金属化的多层薄膜制作或是HJT电池制作。2.根据权利要求1所述的一种用于铜电镀工艺的透明导电靶材及薄膜线路的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中制作氧化铟锡低密度胚体时，加入的氧化锡粉末的重量百分比为0.5～10wt％；制作氧化铟锌低密度胚体时，加入的氧化锌粉末的重量百分比为5～35wt％；制作氧化铟锡锌低密度胚体时，加入的氧化锡粉末的重量百分比为0.5～10wt％，加入的氧化锌粉末的重量百分比为5～35wt％。3.根据权利要求1所述的一种用于铜电镀工艺的透明导电靶材及薄膜线路的制备方法，其特征在于，所述步骤S1和S4中的研磨时间为16～72h。4.根据权利要求1所述的一种用于铜电镀工艺的透明导电靶材及薄膜线路的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，制作氧化铟锡高密度靶材胚体时的烧结温度为1500～1600℃；制得的氧化铟锡高密度靶材胚体的密度大于98％，电阻值小于3
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【专利技术属性】
技术研发人员：黄信二，黄煜翔，
申请(专利权)人：赣州市创发光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：