主要PVD方法的特点:半导体、显示面板使用溅射镀膜法(1)金属提纯:靶材纯度要求高。金属提纯的主要方式有化学提纯与物理提纯,化学提纯主要分为湿法提纯与火法提纯,通过电解、热分解等方式析出主金属。物理提纯则是通过蒸发结晶、电迁移、真空熔融法等步骤提纯得到主金属。(2)制造加工:塑性变形、热处理、控制晶粒取向:需要根据下游应用领域的性能需求进行工艺设计,然后进行反复的塑性变形、热处理,需要精确地控制晶粒、晶向等关键指标,再经过焊接、机械加工、清洗干燥、真空包装等工序。靶材制造涉及的工序精细繁多,技术门槛高、设备投资大,具有规模化生产能力的企业数量相对较少。靶材制造的方法主要有熔炼法与粉末冶金法。熔炼法主要有真空感应熔炼、真空电弧熔炼、真空电子束熔炼等方法,通过机械加工将熔炼后的铸锭制备成靶材,该方法得到的靶材杂质含量低、密度高、可大型化、内部无气孔,但若两种合金熔点、密度差异较大则无法形成均匀合金靶材。粉末冶金法主要有热等静压法、热压法、冷压-烧结法三种方法,通过将各种原料粉混合再烧结成形的方式得到靶材,该方法优点是靶材成分较为均匀、机械性能好,缺点为含氧量较高。目前制备太阳能电池较为常用的溅射靶材包括铝靶、铜靶、钼靶、铬靶以及ITO靶、AZO靶(氧化铝锌)等。黑龙江光伏行业陶瓷靶材售价
靶材预溅射建议采用纯氩气进行溅射,可以起到清洁靶材表面的作用。靶材进行预溅射时建议慢慢加大溅射功率,陶瓷类靶材的功率加大速率建议为1.5W小时/平方厘米。金属类靶材的预溅射速度可以比陶瓷靶材快,一个合理的功率加大速率为1.5W小时/平方厘米。在进行预溅射的同时需要检查靶材起弧状况,预溅射时间一般为10分钟左右。如没有起弧现象,继续提升溅射功率到设定功率。根据经验,一般应确保冷却水出水口的水温应低于35摄氏度,但非常重要的是确保冷却水的循环系统能有效工作,通过冷却水的快速循环带走热量,是确保能以较高功率连续溅射的一项重要保障。福建氧化锌陶瓷靶材推荐厂家超大规模集成电路制造过程中要反复用到的溅射工艺属于PVD技术的一种,是制备电子薄膜材料的主要技术之一。
光伏领域对靶材的使用主要是薄膜电池和HJT光伏电池。以HJT电池片为例,在HJT电池片结构中具有TCO薄膜层,该薄膜承担着透光以及导电的重要作用。应用PVD技术,使离子和靶材表面的原子离开靶材,在基底上形成透明导电薄膜。以钙钛矿电池结构为例,钙钛矿电池是由多层薄膜以及玻璃等构成。例如ITO薄膜就需要光伏靶材进行制备。薄膜较为常用的溅射靶材包括铝靶、铜靶、钼靶、铬靶以及ITO靶、AZO靶(氧化铝锌)等,ITO靶材是当前太阳能电池主要的溅射靶材。薄膜电池中透明导电膜至关重要,承担着透光和导电的双重作用。从ITO靶材的优势来看,氧化铟锡(ITO)是N型半导体材料,具有高导电率、高可见光透过率、较强的机械硬度和良好的化学稳定性等优点。因此,在光伏领域中,ITO靶材为原材料所制成的ITO薄膜具有较好的光学特性和电学特性。
溅射靶材的要求较传统材料行业高,一般要求如,尺寸、平整度、纯度、各项杂质含量、密度、N/O/C/S、晶粒尺寸与缺陷控制;较高要求或特殊要求包含:表面粗糙度、电阻值、晶粒尺寸均匀性、成份与组织均匀性、异物(氧化物)含量与尺寸、导磁率、超高密度与超细晶粒等等。磁控溅射镀膜是一种新型的镀膜方式,就是用电子枪系统把电子发射并聚焦在被镀的材料上,使其被溅射出来的原子遵循动量转换原理以较高的动能脱离材料飞向基片淀积成膜。这种被镀的材料就叫溅射靶材。 溅射靶材有金属,合金,陶瓷化合物等。如何制成良好的陶瓷靶材也是需要注意的地方。
靶材间隙对大面积镀膜的影响除了致密化,如果靶材在生产过程中出现异常,大颗粒会因受热而脱落或缩孔。结果会形成更多的气孔(内部缺陷),靶材中更大或更密的气孔会因电荷集中而放电,影响使用。靶材密度低,加工、运输或安装时气孔易破裂。相对密度高、孔隙少的靶材具有良好的导热性。溅射靶材表面的热量很容易快速传递到靶材或衬板内表面的冷却水中,保证了成膜过程的稳定性。溅射靶材的纯度对薄膜的性能有很大的影响。当洁净的基材进入高真空镀膜室时,如果在电场和磁场的作用下靶材纯度不够。那样的话,靶材中的杂质粒子会在溅射过程中附着在玻璃表面,导致某些位置的膜层不牢固,出现剥离现象。因此,靶材的纯度越高,薄膜的性能就越好。ITO靶材中氧化铟:氧化锡的配比分为90:10,93:7,95:5, 97:3, 99:1。江苏陶瓷靶材生产企业
靶材相对密度对大面积镀膜的影响靶材的相对密度是靶材的实际密度与理论密度之比。黑龙江光伏行业陶瓷靶材售价
透明导电薄膜的种类很多,主要有 ITO,TCO,AZO 等,其中 ITO的性能比较好,ITO具有高透光率,低电阻率。目前 ITO 的制备方法主要是磁控溅射,要获得高质量的 ITO薄膜,制备高密度、高纯度和高均匀性的 ITO 靶材是关键。高质量的成品 ITO 溅射靶应具有99%的相对密度。这样的靶材才具有较低电阻率、较高导热率及较高的机械强度。高密度靶可以在温度较低条件下在玻璃基片上溅射,获得较低电阻率和较高透光率的导电薄膜。甚至可以在有机材料上溅射 ITO 导电膜。目前ITO靶材的制备方法主要有热压法、冷等静压-烧结法、热等静压法。其中采用冷等静压-烧结法,其相对密度能达到 99%以上,烧结温度高,保温时间长,制备工艺复杂。放电等离子烧结(SPS)是在脉冲电流作用下,粉末颗粒间放电,产生瞬间高温进行烧结。SPS技术具有快速、低温、高效率等优点。能在很低的烧结温度下,保温很短的时间制备高密度的材料。
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