大面积玻璃镀膜技术概述

玻璃的突出性能使它在建筑材料方面的应用独树一帜，玻璃的批量生产、制成简单和低成本是可以实现的，玻璃有非常强的环境稳定性和抗划伤性，可见光高透过率使之能真实地反映外界环境。所有这些性能使玻璃在建筑和交通方面用量很大，并且，玻璃是现代重要的信息和通讯材料之一，TV屏幕和数据显示市场的迅速增长要求在玻璃表面镀制各种膜层。玻璃在许多方面的应用并不完美，尤其是建筑方面。一方面，玻璃远红外（室内辐射）的低反射导致寒冷地区室内热量的不必要损失，另一方面，近红外的高透过增加了炎热 地区的室内热量。在可见光部分，玻璃的反射率是8.4%（单面4.2%），这种反射在某些地方令人恼火，如：在许多地方不可少的光学棱镜系统。 玻璃经过精心的膜层设计，可以克服这些缺点，自70年代末以来，玻璃基体上大面积光学薄膜真空沉积技术稳步增长，现在，世界范围内每年真空系统生产的用在建筑和汽车方面的玻璃的产量达1.2亿平方米，是1992年的两倍，主要应用是Low-E和光控薄膜。自80年代末，镀膜玻璃市场得到新的迅速增长：平板显示器工业。高性能的透明导电ITO膜层是液晶显示器制造的基础。 新的挑战和机遇显露出来，如：用于太阳能电池的镀铬薄膜。 由于磁控溅射径向高的等离子密度和等离子分布一致性，使工业生产比较经济，且有良好的均匀性，因而磁控溅射成了大面积镀膜的主导技术。然而它在绝缘材料沉积方面存在一些严重缺陷，在过去十年，反应磁控溅射，如：SiO2、Si3N4和TiO2的沉积，经历了长期稳定的发展，中频反应孪生靶溅射（TwinMag）可以沉积优良的膜层。
大面积玻璃镀膜的应用 2.1液晶显示器（LCD）用ITO膜 制造LCD的重要、关键的过程之一是沉积ITO作为透明导电电极。 ITO沉积的关键因素如下：
（1） 低电阻率（<150μΩ/cm）
（2） 高的纵向均匀性（Δd/d<±5%，d：厚度）
（3） 低污染
（4） 低制造成本 高密度ITO靶溅射沉积是比较优秀的沉积技术，为了得到最低的电阻率，玻璃基片要加热到3800C，并且，通过降低阴极放电电压，可以最低限度地减少负电荷的轰击缺陷，从而提高电导率。使用强的永久磁体，可以实现放电电压-240V，电导率120μΩ。然而，彩色滤光片基片的沉积温度是2000C以上，这对滤光材料的热敏感性而言是不现实的。为了得到低的面电阻，必须进一步降低放电电压。此外，必须提高ITO靶材的利用率以降低生产成本。（标准磁控的靶材利用率为22-25%）。
上述两个要求促使电源DC+RF驱动的MoveMag阴极的发展。 MoveMag阴极的永磁体产生的双轨道在靶面交替出现，扩大了刻蚀沟道，可以把靶材利用率提高到40%以上，电源DC+RF可以把放电电压降低到100V以下。图1给出了电阻率、沉积速率、DC电压与不同的电源DC+RF之间的关系，在RF占50%时，在2000C 基片上得到最优电阻率150μΩ/cm。