蒸镀-电子束蒸镀原理及透明导电膜沉积介绍

1、蒸镀电子束原理及蒸镀电子束原理及ITOITO透明透明 导电膜介绍导电膜介绍 课题： 第一节：蒸发原理介绍 第二节：ITO透明导电膜介绍 电子束蒸发分类 按用途分：功能镀膜（导电膜，液晶薄膜，薄膜电容和切削刀具镀 膜）、装饰镀膜（卫浴、五金、各类产品外壳）和包装镀膜（包装材 料） 按设备类型分：电子束蒸镀机(EVAPROTATON)、溅镀机(Sputter)以及 离子镀机(Ion plating)、乌舟镀膜机 按反应类型分：化学镀膜和物理镀膜 真空镀膜技术就是在真空环境下，通过化学、物理方式将反应物或者 靶材沉积到基板上的薄膜气象沉积技术。 第一节：蒸发原理介绍 问题： 2、目前我公司使用的镀膜

2、机台有哪些？ 1、镀膜用于在生活中哪些方面？ 电子束原理介绍：电子束原理介绍： 利用高压电使利用高压电使钨丝线圈钨丝线圈产生电子后，利用加速产生电子后，利用加速 电极将电子引出，再透过电极将电子引出，再透过磁偏转线圈磁偏转线圈，将电子束弯，将电子束弯 曲曲270270o o，引导打到坩埚内的金属源上，使其局部熔，引导打到坩埚内的金属源上，使其局部熔 融。因在融。因在高真空高真空下下(4(41010-6 -6torr) torr)金属源之金属源之熔点与熔点与 沸点沸点接近，容易使其蒸发，而产生金属的蒸气流，接近，容易使其蒸发，而产生金属的蒸气流， 遇到芯片时即沉积在上面。在坩埚四周仍需有良好遇到

3、芯片时即沉积在上面。在坩埚四周仍需有良好 的冷却系统，将电子束产生的热量带走，避免坩埚的冷却系统，将电子束产生的热量带走，避免坩埚 过热融化，形成污染源。过热融化，形成污染源。 电子束模拟图电子束模拟图 离子源蒸镀原理离子源蒸镀原理 蒸发物质的分子被电子碰撞电离后以离子沉积在固体表面，蒸发物质的分子被电子碰撞电离后以离子沉积在固体表面， 称为离子源蒸镀；离子镀工艺综合了蒸发（高沉积速率）称为离子源蒸镀；离子镀工艺综合了蒸发（高沉积速率） 与溅射（良好的膜层附着力）与溅射（良好的膜层附着力）, ,离子源蒸镀是真空电子束离子源蒸镀是真空电子束 蒸发与离子源技术的结合。离子镀系统，将基片台作为阴蒸发

4、与离子源技术的结合。离子镀系统，将基片台作为阴 极，外壳作阳极，充入惰性气体（如氩）以产生辉光放电。极，外壳作阳极，充入惰性气体（如氩）以产生辉光放电。 从蒸发源蒸发的分子通过等离子区时发生电离。从蒸发源蒸发的分子通过等离子区时发生电离。 电子束蒸发和离子源实物图和模拟图电子束蒸发和离子源实物图和模拟图 电阻加热蒸发原理介绍电阻加热蒸发原理介绍 电阻加热用难熔的金属如钨、钽制成舟箔或丝状,通以电流,加热 在它上方或置于坩埚中的蒸发物质电阻加热源，主要用于蒸发 Cd、Pb、Ag、Al、Cu、Cr、Au、Ni等材料； 目前公司使用的蒸镀设备目前公司使用的蒸镀设备 机台腔体大小镀膜方式可置2片坩埚数

5、载片方式作用 金属蒸镀机金属蒸镀机 1200 1200 * * 1000 mm H1000 mm H 电子束蒸发电子束蒸发210pcs210pcs40cc40cc* *4 4公自转正放式公自转正放式？ ITOITO蒸镀机蒸镀机 850 850 * * 950 950 mm Hmm H 电子束蒸发电子束蒸发180pcs180pcs40cc40cc* *4 4公自转正放式公自转正放式？ 离子蒸镀机离子蒸镀机 1200 1200 * * 1000 mm H1000 mm H 电子束电子束+ +离子离子 源蒸发源蒸发 141pcs141pcs40cc40cc* *1010公转背方式公转背方式？ 金属蒸

6、镀机金属蒸镀机ITO蒸镀机蒸镀机离子蒸镀机离子蒸镀机 第二节第二节 ITOITO透明导电膜介绍透明导电膜介绍 ITOITO膜定义膜定义 ITO膜 (即掺 SnO2的In2O3膜)具有优良的 导电性、较高的可见光区透过率，同时对 衬底具有很好的附着性和稳定性, 且容易 刻蚀形成透明电极图形；目前,ITO 靶是 制造高性能透明导电膜的最好材料，还没 有其他材料可代替。 ITO蒸镀机台通过引入氧离子，采用电子 束加热真空蒸镀的方法制备ITO膜, 即利用 高能电子束轰击铟、锡氧化物混合原料表面， 使被蒸发的Sn、In原子离化成正电离子在电 场中加速获得动能，同时氧离子比氧原子有 更高的反应活性，使其升

7、华, 然后沉积到衬 底上形成一层高质量的ITO膜； ITOITO膜蒸发方式膜蒸发方式 ITOITO透明导电膜沉积分类透明导电膜沉积分类 种 类方法具体方法 化学方法 喷射法- 涂敷法- CVD(化学气相沉积)热 CVD , 等离子 CVD , MOCVD(有机金属 化学气相沉积) 物理方法 真空蒸镀法电阻加热蒸发, EB 蒸发 ( 电子束蒸发) A R E 法 ( 活性 反应离子镀) R F ( 高频离子镀) , 微波, H CD ( 空心阴极离子镀) 溅射法高频二极, 直流磁控, 高频磁控, ECR ( 液相溅射) , 对向靶溅射 ITO ITO 靶的性能要求靶的性能要求 成分与结构的均匀性

8、好。这是为保证溅射薄膜具有较低的电阻率及较高的均匀性。 高密度。ITO 靶是用粉末在高温高压条件下制成类似陶瓷材料,相对密度应 90% ,只有这样的靶才具有较低的电阻率、较高的热导率及优良的弯曲强度,尤 其可在较低基片温度下溅射而获得低电阻率、高光透射率的薄膜, 还能提高溅 射速率（如图2和图3） 高纯度在制备ITO靶工艺过程中,应保证In2O3 + SnO2是ITO靶的唯一成分,同时保 证 In2O3和SnO2纯度均高于99.99% 。这样在靶材使用寿命期间溅射膜能具有优 良的均匀性和批量产品质量的一致性。因此,要求在靶材加工中绝对不应有黏合 剂和填充剂,在高温条件下不失去 In 2O 3

9、+ SnO 2 中 的氧。 ITO 靶与铜底盘应具有优良的装配质量，这样才能适应大功率蒸发而不致损坏。 图3 ITO 靶材密度基板温度 Ts对电阻率r的影响图2 ITO靶材的密度对溅射速度的影响 下图是两种厚度的膜分别对应的透过率特性曲线. 可见光范围内平均透过率均超 过90% ,可见膜的透射性能好, 是理想的“窗口”材料. 从图中可以看到较厚的 ITO膜透过率峰的位置相比较薄的膜会向右偏, ITO 膜透过率峰位置是随薄膜厚度 的增加向右移动, 通过这一属性我们可以设计出适合我们要求波段的膜厚； 光学特性光学特性 ITO 膜膜 的透过率的透过率 ITOITO膜的透过率膜的透过率 电学特性电学特

10、性 图显示了图显示了ITOITO膜方块电阻与膜厚的关系；膜方块电阻与膜厚的关系；ITOITO膜的电阻率是通过测定膜的方膜的电阻率是通过测定膜的方 块电阻块电阻 R F R F 和和 厚度厚度 d , d , 根据公式根据公式 电阻率电阻率= R F = R F d d 计算出来的计算出来的. . 3200A 合金后 2400A合金后3200A 3200A 合金后合金后 2000A2000A合金后合金后 测量参数测量参数合金前合金前合金后合金后 ZK120321023ZK120321023 ITOITO波谷穿透率波谷穿透率/ /位置位置 87878/5168/51687875/5165/5168

11、7879/5159/51586862/5502/55086865/5445/54486867/5407/540 2400A2400A ITOITO波峰穿透率波峰穿透率/ /位置位置 97975/4215/42197972/4202/42097977/4177/41798984/440.54/440.598985/4365/43698987/4347/434 ITOITO电阻电阻 9.29.29.39.39.59.527.327.323.523.52424 ZK120321022ZK120321022 ITOITO波谷穿透率波谷穿透率/ /位置位置 83/43083/43083838/4308/43083834/4264/42681811/4501/45080809/4509/45081814/4454/445 3200A3200A ITOITO波峰穿透率波峰穿透率/ /位置位置 95.4/51895.4/51896.1/52096.1/52096/51196/51199.4/55199.4/55199.2/55099.2/550100/548100/548 ITOITO电阻电阻 7.27.27 77.37.34040404040.240