本公開案的實施方式涉及用于控制反應沉積工藝的組件、包括此類組件的設備、以及用于反應沉積工藝的方法。本公開案的實施方式更尤其涉及用于在基板上共濺射不同材料的組件、包括此類組件的設備、以及用于在基板上共濺射不同材料的方法。
背景技術:
在基板上、特別是柔性基板上沉積薄層(諸如塑料膜或箔)在包裝工業(yè)、半導體工業(yè)和其他工業(yè)中存在較高需求。根據(jù)應用,基板上的各層可以包括金屬、半導體和介電材料,或者其他期望材料。另外,在基板上沉積多個層和混合層可有利于許多應用。通常,為了在基板上沉積材料薄層,使用諸如物理氣相沉積或化學氣相沉積之類的真空涂覆工藝。
具體來說,高產量的沉積系統(tǒng)(諸如卷到卷式沉積系統(tǒng))對制造工業(yè)的益處日益增長。特別是顯示器工業(yè)和光伏(photovoltaic;pv)工業(yè)中,卷到卷式沉積技術正經(jīng)歷著強勢增長,例如在觸摸面板元件、柔性顯示器和柔性pv模塊等的生產中。例如,卷到卷式沉積系統(tǒng)可以包括處理滾筒,例如圓柱形的滾子,處理滾筒耦接至處理系統(tǒng)以傳輸基板,并且在處理滾筒上,基板的至少一部分已被涂覆。特別是對柔性基板來說,卷到卷式涂覆系統(tǒng)因產量高且制造成本低而是優(yōu)選的。
另外,沉積由兩種或更多種不同材料組成的混合物層由于具有組合不同材料性質的可能性而獲得了日益增長的關注。然而,關于其組分的均質且可控的混合物層沉積仍是挑戰(zhàn)。
因此,需要改進共濺射方法和用于實現(xiàn)共濺射方法的設備,利用該方法和設備就能在基板上沉積高質量的共濺射層。
技術實現(xiàn)要素:
鑒于以上內容,提供用于在基板上沉積材料的組件、包括根據(jù)本文所述實施方式的用于沉積的組件的沉積設備、以及根據(jù)獨立權利要求的在基板上沉積材料的方法。從從屬權利要求、說明書和附圖中,其他優(yōu)點、特征、方面和細節(jié)是顯而易見的。
根據(jù)本公開案的一個方面,提供了用于在基板上沉積材料的組件。所述組件包括:第一陰極,所述第一陰極包括第一靶材材料;至少一個第二陰極,所述至少一個第二陰極包括不同于第一靶材材料的至少一個第二靶材材料;以及電源,所述電源被配置成供應和控制供應至第一陰極和至少一個第二陰極的功率,使得能夠調整第一靶材材料的第一濺射部分與至少一個第二靶材材料的至少第二濺射部分的比率。
根據(jù)本公開案的另一方面,提供了用于在基板上沉積材料的組件。所述組件包括:第一陰極,所述第一陰極包括第一靶材材料;至少一個第二陰極,所述至少一個第二陰極包括不同于第一靶材材料的至少一個第二靶材材料;以及電源,所述電源被配置成供應和控制供應至第一陰極和至少一個第二陰極的功率,使得能夠調整第一靶材材料的第一濺射部分與至少一個第二靶材材料的至少第二濺射部分的比率。所述電源是雙極或多極電源,尤其具有dc發(fā)電機和ac振蕩器。所述電源被配置成提供中頻功率,尤其具有1khz至200khz的振蕩頻率。另外,所述組件可以包括控制器,所述控制器被配置成控制由以下項組成的組中的至少一個:供應至第一陰極的第一功率、供應至至少一個第二陰極的至少一個第二功率、供應至第一陰極的第一功率頻率、供應至至少一個第二陰極的至少一個第二功率頻率、第一陰極的第一功率占空比、至少一個第二陰極的至少一個第二功率占空比。第一靶材材料包括選自由以下項組成的組中的一或多種:ito,所述ito包括氧化銦(in2o3)和二氧化錫(sno2),分別地,其中氧化銦(in2o3)的含量的范圍為從85%的下限、尤其從90%的下限、尤其從93%的下限至95%的上限、尤其至97%的上限、尤其至99%的上限,并且其中二氧化錫(sno2)的含量的范圍為從1%的下限、尤其從3%的下限、尤其從5%的下限至15%的上限、尤其至10%的上限、尤其至7%的上限,使得氧化銦(in2o3)和二氧化錫(sno2)的量加起來達100%;zro2;tiw;al2o3;zno;tio2;sio2;si3n4;sin;tin;cr;cr2o3;sno2;以及ta2o5。至少一個第二靶材材料包括選自由以下項組成的組中的一或多種:ito,所述ito包括氧化銦(in2o3)和二氧化錫(sno2),分別地,其中氧化銦(in2o3)的含量的范圍為從85%的下限、尤其從90%的下限、尤其從93%的下限至95%的上限、尤其至97%的上限、尤其至99%的上限,并且其中二氧化錫(sno2)的含量的范圍為從1%的下限、尤其從3%的下限、尤其從5%的下限至15%的上限、尤其至10%的上限、尤其至7%的上限,使得氧化銦(in2o3)和二氧化錫(sno2)的量加起來達100%;zro2;tiw;al2o3;zno;tio2;sio2;si3n4;sin;tin;cr;cr2o3;sno2;和ta2o5。
根據(jù)本公開案的另一方面,提供了用于在基板上沉積材料的沉積設備。所述沉積設備包括:腔室,所述腔室用于將材料沉積在在其中的基板上;以及根據(jù)本文所述實施方式的在基板上沉積材料的組件。
根據(jù)本公開案的另一方面,提供了用于在基板上沉積材料的方法。所述方法包括:從電源向第一陰極供應第一功率,第一陰極包括第一靶材材料;從電源向至少一個第二陰極供應第二功率,至少一個第二陰極包括不同于第一靶材材料的至少一個第二靶材材料;控制供應至第一陰極的第一功率和控制供應至至少一個第二陰極的第二功率以調整第一靶材材料的第一濺射部分與至少一個第二靶材材料的至少一個第二濺射部分的比率;以及沉積第一靶材材料的第一濺射部分和至少一個第二靶材材料的至少第二濺射部分。
本公開案還涉及一種用于執(zhí)行所公開的方法并包括執(zhí)行每個所述方法部分的設備部分的設備。這些方法部分可以通過硬件部件、由適當軟件編程的計算機、這兩者的任何組合或以任何其他方式執(zhí)行。另外,本公開案還涉及用于操作所述設備的方法。它包括了用于執(zhí)行所述設備的每個功能的方法的部分。
附圖說明
為了能夠詳細理解本公開案的上述特征結構,可通過參考實施方式獲得上文所簡要概述的本發(fā)明的更具體的描述。應當注意,附圖示出示例性的實施方式,并且因此不應認為是本公開案的范圍的限制。在附圖中:
圖1a示出了根據(jù)本文所述實施方式的用于在基板上沉積材料的組件的示意圖;
圖1b示出了根據(jù)本文所述實施方式的用于在基板上沉積材料的組件的示意圖;
圖2a示出了根據(jù)本文所述實施方式的用于在基板上沉積材料的組件的布置的示意圖;
圖2b示出了根據(jù)本文所述實施方式的用于在基板上沉積材料的組件的示意圖;
圖3示出了根據(jù)本文所述實施方式的用于在基板上沉積材料的沉積設備的示意圖;
圖4示出了在基板上沉積的共濺射的混合物層的示意圖,所述共濺射的混合物層具體地是使用根據(jù)本文所述實施方式的用于在基板上沉積材料的組件而獲得的共濺射的混合物層;
圖5a示出了根據(jù)本文所述實施方式的用于在基板上沉積材料的沉積設備的示意圖;
圖5b示出了根據(jù)本文所述實施方式的用于在基板上沉積材料的沉積設備的示意圖;以及
圖6示出了說明根據(jù)本文所述實施方式的用于在基板上沉積材料的方法的方框圖。
具體實施方式
現(xiàn)將詳細參考本公開案的各種實施方式,其中一或多個實例在附圖中示出。在以下對附圖的描述內,相同附圖標記指代相同部件。在下文中,僅描述了相對于各個實施方式的差異。每個實例是以解釋本發(fā)明的方式提供,而不表示本發(fā)明的限制。另外,說明或描述為一個實施方式的部分的特征可以用于其他實施方式或與其他實施方式結合而產生又另一實施方式。預期的是,描述包括這樣的修改和變化。
在本公開案中,表達“用于在基板上沉積材料的組件”和術語“沉積組件”可互換地使用。
在本公開案中,表達“占空比”可理解為功率提供至陰極的時間間隔。
圖la示出根據(jù)本文所述實施方式的用于在基板上沉積材料的組件100的示意圖。根據(jù)本文所述實施方式,所述組件包括:第一陰極110,第一陰極包括第一靶材材料;以及至少一個第二陰極120,至少一個第二陰極120包括不同于第一靶材材料的至少一個第二靶材材料。另外,根據(jù)本文所述實施方式,所述組件包括電源150,電源被配置成供應和控制供應至第一陰極110和至少一個第二陰極120的功率,使得能夠調整第一靶材材料的第一濺射部分與至少一個第二靶材材料的至少第二濺射部分的比率。
因此,根據(jù)本文所述實施方式的用于在基板上沉積材料的組件提供同時共濺射不同材料的組件。另外,因為用于沉積材料的組件的電源被配置成供應和控制供應至第一陰極和至少一個第二陰極的功率,因此能夠調整第一靶材材料的第一濺射部分與至少一個第二靶材材料的至少第二濺射部分的比率。因此,根據(jù)本文所述實施方式的用于沉積材料的組件提供沉積具有可變和可調組分的共濺射的混合物層。因此,可以通過使用根據(jù)本文所述實施方式的用于沉積材料的組件,可調整共濺射的混合物層的材料性質(例如,力學、化學或光學性質)。
根據(jù)可與本文所述其他實施方式組合的用于在基板上沉積材料的組件的實施方式,電源150可為雙極或多極電源。通過提供雙極或多極電源,兩個或更多個陰極能被同時供應功率。因此,能夠實現(xiàn)由兩種或更多種材料組成的混合物層的共濺射。
另外,電源150可以包括dc發(fā)電機和ac振蕩器。因此,電源可配置為脈沖星(pulsar)電源。通過提供包括脈沖星電源(尤其雙極或多極電源)的沉積組件,可通過允許在更高功率下操作來增加共濺射的混合物層的沉積產量。另外,能夠改進共濺射混合物層沉積的沉積速率和生產速率。此外,可以減小或甚至是消除電弧放電。
如將理解,當供應ac功率時,本文所提及的陰極可以是陰極或陽極。在本公開案中,濺射靶材稱為陰極,即使盡管其功能在ac頻率波形的半周期期間可為陽極功能。
根據(jù)可與本文所述其他實施方式組合的用于在基板上沉積材料的組件的實施方式,電源150可配置成提供中頻功率。根據(jù)本文實施方式,中頻(middlefrequency;mf)是振蕩頻率,所述振蕩頻率的范圍為從1hz的下限、尤其從500hz的下限、尤其從1khz的下限至10khz的上限、尤其至100khz的上限、尤其至350khz的上限。
根據(jù)可與本文所述其他實施方式組合的在基板上沉積材料的組件的實施方式,中頻(mf)、尤其雙極或多極電源的中頻(mf)可以具有如圖2a和圖2b示例性地示出的“頂帽”波形。因此,通過提供如本文所述的雙極或多極電源,相較常規(guī)中頻ac濺射,能夠減小電弧管理系統(tǒng)速度以及其減少混合的組合物再沉積區(qū)的電弧放電的影響和其確保基于電弧的顆粒產生的并行效應。
電源可配置成提供0v至1030v,尤其150v至1000v的平均工作電壓。另外,電源可配置成提供25a至200a,例如75a至100a或100a至200a的最大工作電流。
如圖1b中示例性地示出,根據(jù)可與本文所述其他實施方式組合的用于沉積材料的組件100的實施方式,至少一個第二陰極120可以包括第三陰極130。另外,用于沉積材料的組件100可以包括第四陰極,如圖1b示例性地示出。雖然在附圖中未明確地示出,但是根據(jù)本文所述實施方式的至少一個第二陰極120可以包括另外的陰極組件,例如第五陰極、第六陰極等等。具體來說,至少一個第二陰極120可以包括任意數(shù)目n個陰極組件。
因此,在示例性地參考圖1b的情況下,根據(jù)連接至電源的陰極數(shù)目,電源150可為三極、四極、五極、六極或n極電源。根據(jù)可與本文所述其他實施方式組合的用于在基板上沉積材料的組件的實施方式,電源的極的數(shù)目與連接至電源的陰極的數(shù)目匹配。
因此,本文所述的用于在基板上沉積材料的組件的實施方式提供由至少兩種不同材料組成的混合物層的共濺射。例如,在沉積組件包括雙極電源和兩個陰極的情況下,可以獲得有兩種不同材料的共濺射的混合物層。因此,在沉積組件包括n極(多極)電源和n個(多個)陰極的情況下,可以獲得具有n種(多種)不同材料的共濺射的混合物層。
如圖1b示例性地示出,根據(jù)可與本文所述其他實施方式組合的用于沉積材料的組件100的實施方式,所述組件可以包括控制器160,控制器160被配置成控制由以下項組成的組中的至少一個參數(shù):供應至第一陰極110的第一功率(例如,第一工作電壓和/或第一工作電流,特別是作為時間的函數(shù))、供應至至少一個第二陰極120的至少一個第二功率(例如,第二工作電壓和/或第二工作電流,特別是作為時間的函數(shù))、供應至第一陰極110的第一功率頻率、供應至至少一個第二陰極120的至少一個第二功率頻率、第一陰極110的第一功率占空比、至少一個第二陰極120的至少一個第二功率占空比。
因此,根據(jù)本文所述實施方式的沉積組件的實施方式提供用于通過電源的各種可控參數(shù)來調整共濺射的混合物層的材料性質(例如,力學、化學或光學性質)。因此,能夠通過控制電源的不同參數(shù)來調整共濺射的混合物層的不同材料性質。
根據(jù)可與本文所述的其他實施方式組合的用于在基板上沉積材料的組件的實施方式,第一靶材材料可以包括選自由以下項組成的組中的一或多種:ito,例如包括97%氧化銦(in2o3)和3%二氧化錫(sno2)的ito,例如包括90%氧化銦(in2o3)和10%二氧化錫(sno2)的ito;zro2;tiw;al2o3;zno;tio2;sio2;si3n4;sin;tin;cr;cr2o3;sno2;以及ta2o5。具體來說,第一靶材材料可以包括ito,所述ito包括氧化銦(in2o3)和二氧化錫(sno2),分別地,其中氧化銦(in2o3)的含量的范圍為從85%的下限、尤其從90%的下限、尤其從93%的下限至95%的上限、尤其至97%的上限、尤其至99%的上限,并且其中二氧化錫(sno2)的含量的范圍為從1%的下限、尤其從3%的下限、尤其從5%的下限至15%的上限、尤其至10%的上限、尤其至7%的上限,使得氧化銦(in2o3)和二氧化錫(sno2)的量加起來達100%。
根據(jù)可與本文所述的其他實施方式組合的用于在基板上沉積材料的組件的實施方式,至少一個第二靶材材料包括選自由以下項組成的組中的一或多種:ito,尤其是包括97%氧化銦(in2o3)和3%二氧化錫(sno2)的ito,尤其是包括90%氧化銦(in2o3)和10%二氧化錫(sno2)的ito;zro2;tiw;al2o3;zno;tio2;sio2;si3n4;sin;tin;cr;cr2o3;sno2;以及ta2o5。具體來說,至少一個第二靶材材料可以包括ito,所述ito包括氧化銦(in2o3)和二氧化錫(sno2),分別地,其中氧化銦(in2o3)的含量的范圍為從85%的下限、尤其從90%的下限、尤其從93%的下限至95%的上限、尤其至97%的上限、尤其至99%的上限,并且其中二氧化錫(sno2)的含量的范圍為從1%的下限、尤其從3%的下限、尤其從5%的下限至15%的上限、尤其至10%的上限、尤其至7%的上限,使得氧化銦(in2o3)和二氧化錫(sno2)的量加起來達100%。
因此,本文所述的沉積組件的實施方式提供由如本文詳述的至少兩種不同材料組成的混合物層的共濺射。
根據(jù)可與本文所述其他實施方式組合的用于在基板上沉積材料的組件的實施方式,第一陰極110和/或至少一個第二陰極120可以選自由以下項組成的組:平面陰極、旋轉陰極和磁控陰極。
圖2a示出根據(jù)本文所述實施方式在基板上沉積材料的多個沉積組件的布置,例如第一沉積組件101和第二沉積組件102的布置。如圖2a示例性地示出,根據(jù)本文所述實施方式,多個組件(101、102)中的每個可以包括電源150。例如,第一沉積組件101可以包括第一電源151,并且第二沉積組件102可以包括第二電源152。
另外,如圖2a示例性地示出,多個組件(101、102)中的每個可以包括:第一陰極110,第一陰極110包括第一靶材材料;以及至少一個第二陰極120,至少一個第二陰極120包括不同于第一靶材材料的至少一個第二靶材材料。盡管在附圖中未明確地示出,但是根據(jù)本文所述實施方式,沉積組件的布置可以包括多于兩個沉積組件,例如如在圖5a中示例性地示出的六個沉積組件,圖5a示出了包括具有六個沉積組件的沉積布置的沉積設備。
通過提供根據(jù)本文實施方式的多個沉積組件的布置,能夠在基板上同時沉積多個共濺射的混合物層。另外或替代地,例如,如果基板相對于沉積組件的陰極移動,那么能夠在基板上沉積共濺射的混合物層的堆疊。另外,多個沉積組件的布置的一或多個沉積組件可以相對于第一陰極的靶材材料和/或相對于第二陰極的靶材材料來不同地配置,使得能夠在基板上沉積共濺射的混合物層的堆疊,其中每個堆疊可根據(jù)選擇的第一陰極的靶材材料而具有不同的組合物。
根據(jù)可與本文所述其他實施方式組合的沉積組件的實施方式,電源150可配置成供應和控制供應至第一陰極110和至少一個第二陰極120的功率,如由圖2a中的虛線170示例性地指示。如由圖2a中的虛線170示例性地指示,電源150能配置成供應和控制供應至第一陰極110的第一功率171(例如,第一工作電壓和/或第一工作電流,特別是作為時間的函數(shù))。另外,電源150能配置成供應和控制供應至至少一個第二陰極120的至少一個第二功率172(例如,第二工作電壓和/或第二工作電流,特別是作為時間的函數(shù))。
另外或替代地,電源150可被配置成供應和控制供應至第一陰極110的第一功率頻率和/或供應至至少一個第二陰極120的至少一個第二功率頻率。另外或替代地,電源150可被配置成供應和控制第一陰極110的第一功率占空比和/或至少一個第二陰極120的至少一個第二功率占空比。因此,根據(jù)本文所述實施方式的沉積組件的實施方式提供通過電源的各種可控參數(shù)來調整共濺射的混合物層的材料性質(例如,力學、化學或光學性質)。
因此,能通過控制電源的不同參數(shù)來調整共濺射的混合物層的不同材料性質。因此,通過使用根據(jù)本文所述實施方式的多個沉積組件的布置,可以在靜態(tài)基板上的各個位置處沉積具有不同的組合物的共濺射的混合物層。在動態(tài)濺射工藝情況下,例如當基板相對于沉積組件的陰極移動時,能夠在基板上沉積共濺射的混合物層的一或多個堆疊。
根據(jù)可與本文所述其他實施方式組合的用于在基板上沉積材料的組件100的實施方式,電源150可配置成供應和控制多個陰極組件,例如第一陰極110和至少一個第二陰極120,諸如第二陰極、第三陰極130和第四陰極140,如圖2b示例性地示出。另外在附圖中未明確地示出,但是電源150可配置成尤其通過n極電源/多極電源來供應和控制任意數(shù)目n個陰極組件。
如由圖2b中的虛線170示例性地指示,電源150可配置成供應和控制供應至多個陰極中的每一個的功率。例如,如圖2b示例性地示出,電源150可配置成供應和控制供應至多個陰極中的每個單獨陰極的單獨功率。例如,電源150可配置成供應和控制每個單獨陰極的工作電壓和/或工作電流(特別是作為時間的函數(shù))、供應至每個單獨陰極的單獨功率的頻率和/或占空比。
圖3示出根據(jù)本文所述實施方式的用于在基板上沉積材料的沉積設備200的示意圖。根據(jù)本文所述實施方式的用于在基板上沉積材料的沉積設備200包括將材料沉積在其中的基板220上的腔室210和根據(jù)本文所述實施方式的用于在基板220上沉積材料的組件100。
根據(jù)可與本文所述其他實施方式組合的沉積設備的實施方式,設備可配置成相對于沉積組件來移動基板。因此,在動態(tài)濺射工藝情況下,例如當基板相對于沉積組件的陰極移動時,能夠在基板上沉積共濺射的混合物層的一或多個堆疊。
因此,在靜態(tài)濺射工藝情況下,例如在沉積工藝期間當基板不相對于沉積組件的陰極移動時,可以根據(jù)各陰極的選定靶材材料在靜態(tài)基板的限定位置沉積具有不同的組合物的共濺射的混合物層。因此,如本文所述的沉積設備的實施方式提供大量可調整的共濺射的混合物層。另外,如果基板相對于如本文所述的沉積設備的沉積組件的陰極而移動,那么能夠在基板上沉積共濺射的混合物層的堆疊。
根據(jù)可與本文所述其他實施方式組合的沉積設備的實施方式,基板可以是柔性基板或剛性基板。技術人員理解的是,可使用如本文所述的沉積組件的實施方式以在柔性基板或剛性基板上沉積材料。
在圖4中,示出在基板220上沉積的共濺射的混合物層300的示意性截面圖,可以通過使用根據(jù)本文所述實施方式的沉積組件、尤其通過使用包括根據(jù)本文所述實施方式的沉積組件的沉積設備獲得共濺射的混合物層300。具體來說,圖4示出了包括第一材料310和第二材料320的示例性共濺射的混合物層300的截面圖。
盡管在附圖中未明確示出,但是技術人員將會清楚,通過使用如本文所述(例如結合圖1b、圖2b、圖3、圖5a和圖5a)的包括多個陰極的沉積組件,可以獲得由多于兩種不同材料組成的共濺射的混合物層。通過使用根據(jù)本文所述實施方式的沉積組件來沉積的共濺射的混合物層的不同材料的數(shù)目可取決于具有不同靶材材料的陰極數(shù)目。
例如,通過使用根據(jù)本文所述實施方式的沉積組件,尤其通過使用包括根據(jù)本文所述的實施方式的沉積組件的沉積設備,可以獲得包括兩種不同ito(氧化銦錫)組分的共濺射的混合物層,例如,如本文所述的具有不同氧化銦(in2o3)和二氧化錫(sno2)含量的ito組合物。例如,共濺射的混合物層的第一材料可為包括97%氧化銦(in2o3)和3%二氧化錫(sno2)的ito,并且共濺射的混合物層的第二材料可為包括90%氧化銦(in2o3)和10%二氧化錫(sno2)的ito。
因此,當在低溫下,例如低于350℃、尤其低于200℃、尤其低于100℃下使共濺射的混合物層回火時,第一材料可結晶并引起第二材料結晶。因此,在回火后,共濺射的混合物層的第一材料和第二材料可為結晶態(tài)的。
圖5示出了根據(jù)本文所述實施方式的在基板上沉積材料,尤其在基板(例如柔性基板)上反應沉積層的沉積設備200的示意圖。
根據(jù)可與本文所述其他實施方式組合的沉積設備200的實施方式,沉積設備可以包括解繞滾子132和重繞滾子134以在沉積之前解繞基板220,以及卷繞基板220。沉積設備200可以包括滾子系統(tǒng)(未示出),用以將基板220傳送通過不同處理腔室。尤其地,根據(jù)本文的實施方式的沉積設備可構成為用于在塑料膜上進行卷到卷式沉積的濺射卷涂覆機。
如圖5a和圖5b示例性地示出,沉積設備200可進一步包括基板解繞模塊202、處理模塊203和基板卷繞模塊204。處理模塊203可以包括滾子(311、312),用于適當?shù)叵蛱幚頋L筒306饋送基板220和促進將已處理的基板220’(尤其已涂覆的基板)從處理組件203饋送至基板卷繞模塊204。根據(jù)本公開案的實施方式,沉積設備200可為卷到卷式沉積設備,例如由應用材料公司(appliedmaterials)制造的smartwebtm。
根據(jù)可與本文所述其他實施方式組合的沉積設備200的實施方式,用于在基板上沉積材料的沉積設備可以包括根據(jù)本文實施方式的用于在基板上沉積材料的至少一個組件。例如,如在圖5a和圖5b中示例性地示出,沉積設備200可以包括根據(jù)本文實施方式的用于在基板上沉積材料的多個組件,例如六個組件(100-1、100-2、100-3、100-4、100-5、100-6)。用于沉積材料的多個組件的每個組件可配置成在基板220之上沉積一層或層堆疊。例如,層堆疊中的一層能夠在單獨沉積腔室或沉積腔室的單獨隔室中沉積。根據(jù)實施方式,每個隔室能夠用于沉積同一層的另外材料。
根據(jù)可與本文所述其他實施方式組合的一些實施方式,沉積設備200能夠包括多個(例如,如圖5a和圖5b中示出的六個)隔室、腔室或子腔室,使得每個隔室能夠在單獨處理參數(shù)下操作,例如使用單獨處理氣體或供應至陰極的單獨功率。如圖5a所示,根據(jù)本文所述實施方式,設備可包括六個沉積組件。為便于參考,僅為沉積組件100-1示出電源150。
如圖5b示例性示出,根據(jù)一些實施方式,多于兩個陰極被連接至電源,尤其是多極電源。例如,第一組沉積組件的陰極可連接至第一多極電源151,并且第二組沉積組件可連接至第二電源152。
根據(jù)又進一步的實施方式,在圖5a和圖5b中示出的具有6個隔室和/或6個沉積組件的設備200也能夠進一步擴大,例如擴大至8個、10個甚至是12個隔室或沉積組件。因此,通過如此擴大,產量能進一步增大,因為基于層厚度和/或沉積速率而限制基板速度的層能使用額外的陰極來沉積。
雖然并未在附圖中明確地示出,但是技術人員將會理解,根據(jù)一些實施方式,沉積設備可配置成在柔性基板或剛性基板上沉積材料。
圖6示出方框圖,所述方框圖說明根據(jù)本文所述實施方式的用于在基板上沉積材料的方法400。根據(jù)用于在基板上沉積材料的方法的實施方式,所述方法包括:從電源向第一陰極供應第一功率410,第一陰極包括第一靶材材料;以及從電源向至少一個第二陰極供應第二功率420,至少一個第二陰極包括不同于第一靶材材料的至少一個第二靶材材料。另外,用于在基板上沉積材料的方法400包括:控制430供應至第一陰極的第一功率和控制供應至至少一個第二陰極的第二功率以調整第一靶材材料的第一濺射部分與至少一個第二靶材材料的至少一個第二濺射部分的比率。另外,用于在基板上沉積材料的方法400包括控制430包括沉積440第一靶材材料的第一濺射部分和至少一個第二靶材材料的至少第二濺射部分。因此,用于在基板上沉積材料的方法的實施方式提供調整第一靶材材料的第一濺射部分與至少一個第二靶材材料的至少第二濺射部分的比率,使得能調整和控制通過所述方法而獲得的共濺射的混合物層的組分和材料性質。
根據(jù)可與本文所述其他實施方式組合的用于在基板上沉積材料的方法的實施方式,控制430供應至第一陰極的第一功率和控制供應至至少一個第二陰極的第二功率可以包括循環(huán)切換通過第一陰極和至少一個第二陰極。
根據(jù)可與本文所述其他實施方式組合的用于在基板上沉積材料的方法的實施方式,供應至第一陰極的第一功率和供應至至少一個第二陰極的第二功率可以包括具有振蕩頻率的中頻(mf),所述振蕩頻率的范圍為從1hz的下限、尤其從500hz的下限、尤其從1khz的下限至10khz的上限、尤其至100khz的上限、尤其至350khz的上限。
根據(jù)可與本文所述其他實施方式組合的用于在基板上沉積材料的方法的實施方式,可以通過雙極或多極電源提供供應至第一陰極的第一功率和供應至至少一個第二陰極的第二功率。第一功率和第二功率可以具有如本文中所述的中頻(mf),尤其具有“頂帽”波形,如圖2a和圖2b中示例性地示出。因此,相較常規(guī)中頻ac濺射,能夠減小電弧管理系統(tǒng)速度以及其減少混合的組合物再沉積區(qū)中的電弧放電的影響和其確?;陔娀〉念w粒產生的并行效應。
根據(jù)可與本文所述其他實施方式組合的用于在基板上沉積材料的方法的實施方式,所述方法可用于在柔性基板或剛性基板上沉積材料。
根據(jù)可與本文所述其他實施方式組合的用于在基板上沉積材料的方法的實施方式,控制430供應至第一陰極的第一功率和控制供應至至少一個第二陰極的第二功率可以包括控制第一陰極的第一占空比和控制至少一個第二陰極的至少一個第二占空比。因此,根據(jù)本文所述實施方式的用于在基板上沉積材料的方法提供沉積具有可變且可調組分的共濺射的混合物層。因此,可以通過使用根據(jù)本文所述實施方式的用于沉積材料的方法,調整共濺射的混合物層的材料性質(例如,力學、化學或光學性質)。
根據(jù)可與本文所述其他實施方式組合的用于在基板上沉積材料的方法的實施方式,控制供應至第一陰極的第一功率(例如,第一工作電壓和/或第一工作電流,特別是作為時間的函數(shù))和控制供應至至少一個第二陰極的第二功率(例如,第二工作電壓和/或第二工作電流,特別是作為時間的函數(shù))可以包括控制供應至第一陰極的第一功率頻率和控制供應至至少一個第二陰極的至少一個第二功率頻率。因此,用于在基板上沉積材料的方法的實施方式通過允許在更高功率下操作來提供增大的共濺射的混合物層的沉積產量。另外,能夠改進共濺射的混合物層沉積的沉積速率和生產速率。
根據(jù)可與本文所述其他實施方式組合的用于在基板上沉積材料的方法的實施方式,沉積440第一靶材材料的第一濺射部分和至少一個第二靶材材料的至少一個第二濺射部分可以包括沉積一或多個第一靶材材料和沉積一或多個至少一個第二靶材材料,所述一或多個第一靶材材料選自由以下項組成的組:ito,尤其是包括97%氧化銦(in2o3)和3%二氧化錫(sno2)的ito,尤其是包括90%氧化銦(in2o3)和10%二氧化錫(sno2)的ito;zro2;tiw;al2o3;zno;tio2;sio2;si3n4;sin;tin;cr;cr2o3;sno2;以及ta2o5;所述一或多個至少一個第二靶材材料選自由以下項組成的組:ito,尤其是包括97%氧化銦(in2o3)和3%二氧化錫(sno2)的ito,尤其是包括90%氧化銦((in2o3)和10%二氧化錫(sno2)的ito;zro2;tiw;al2o3;zno;tio2;sio2;si3n4;sin;tin;cr;cr2o3;sno2;以及ta2o5。
根據(jù)可與本文所述其他實施方式組合的用于在基板上沉積材料的方法的實施方式,沉積第一靶材材料的第一濺射部分可以包括一或多個第一靶材材料,所述一或多個第一靶材材料包括ito,所述ito包括氧化銦(in2o3)和二氧化錫(sno2),分別地,其中氧化銦(in2o3)的含量的范圍為從85%的下限、尤其從90%的下限、尤其從93%的下限至95%的上限、尤其至97%的上限、尤其至99%的上限,并且其中二氧化錫(sno2)的含量的范圍為從1%的下限、尤其從3%的下限、尤其從5%的下限至15%的上限、尤其至10%的上限、尤其至7%的上限,使得氧化銦(in2o3)和二氧化錫(sno2)的量加起來達100%。
根據(jù)可與本文所述其他實施方式組合的用于在基板上沉積材料的方法的實施方式,沉積至少一個第二靶材材料的至少一個第二濺射部分可以包括一或多個至少一個第二靶材材料,所述第二靶材材料包括ito,所述ito包括氧化銦(in2o3)和二氧化錫(sno2),分別地,其中氧化銦(in2o3)的含量的范圍為從85%的下限、尤其從90%的下限、尤其從93%的下限至95%的上限、尤其至97%的上限、尤其至99%的上限,并且其中二氧化錫(sno2)的含量的范圍為從1%的下限、尤其從3%的下限、尤其從5%的下限至15%的上限、尤其至10%的上限、尤其至7%的上限,使得氧化銦(in2o3)和二氧化錫(sno2)的量加起來達100%。
因此,根據(jù)本文所述實施方式的用于在基板上沉積材料的方法提供不同材料同時共濺射的方法。另外,如本文所述的沉積方法提供用于在基板上沉積可變和可調組分的共濺射的混合物層的高效方法。此外,根據(jù)本文所述的實施方式的方法允許調整共濺射的混合物層的材料性質(例如,力學、化學或光學性質)。