等离子面板制作流程及说明

等离子面板制作流程及说明内容摘要：

应超大型基板，基于这些各自的特长，今后面向实用化，正 在不断加以改进。 这项工艺的关键点是提高 MgO 膜的取向性、结晶性、膜的密度，根据这些要求获得耐溅射性高的膜质。 电子束蒸镀 采用电子束蒸镀法的加工工艺，有以下的优 点。 采用电子束轰击热源的束流密度高，可以使高熔点物质蒸发，可以得到较高的蒸发速度； 由于电子束的聚焦特性，可以避免容器材料的蒸发，保证了镀膜的纯度； 能量可以直接加热到蒸镀材料的表面，因而热效率较高，热传导和热辐射的损失少； 准确方便地控制蒸发温度，且温度调整范围大另外，电子束蒸发制备的MgO 薄膜的结构呈现出明显的 111结晶面择优取向。 由于相对于其它结晶取向来说， 111结晶面择优取向的 MgO 薄膜最能降低 PDP 的着火电压。 鉴于以上几点，电子束蒸镀成为 PDP 量产使用的唯一选择。 下面就来详细介绍该种制作工艺的情况。 电子束蒸镀加热装置 图表 1 电子束蒸发镀膜装置示意图 图表 2 基板镀膜示意图 图表 3 基板前进示意图 在电子束加热装置中，被加热的物质被放置在水冷的坩埚中，电子束只轰击到其中很少的一部分，而其余的大部分在坩埚的冷却作用下仍处于很低的温度，即它实际上成了蒸发物质的坩埚材料。 因此，电子束蒸发沉积可以做到避免坩埚材料的污染。 在同一蒸发沉积装置中可以安置多个坩埚，这使得人们可以同时或分别对多种不同的材料进行蒸发。 在上图中，由加热的灯丝发射出的电子束受到数千伏的偏置电压加速，并经过横向布置的磁场线圈偏转 270o 后到达被轰击的坩埚处。 这样的试验布置可以避免灯丝材料对于沉积过程可能存在地污染。 电子束蒸发的一个缺点是电子束 能量的绝大部分要被坩埚的水冷系统所带走，因而其热效应较低。 电子轰击蒸发源和电子束蒸发源 电子轰击蒸发源和电子束蒸发源都是用加速电子碰撞蒸发物质而使其发热蒸发。 电子轰击蒸发源不采用磁镜聚焦系统，是以蒸发材料或蒸发材料支撑物作为阳极，从阴极发射的电子轰击蒸发材料。 电子束蒸发源配备有电子枪，用磁场或电场加速并聚束电子，使电子束集中在蒸发材料的局部位置上。 下图表示了电子轰击蒸发源结构，它使用的电压较低（几千伏），电极结构简单，电源设备小，便于应用，电子轰击法也能用于外热式金属坩埚上。 如采用皮尔斯（ Pierce）电子枪则可在局部位置上聚束较大的电流。 但是由于从阳极至焦点的距离不能取得太大，因而蒸发源系统结构收到很多限制。 装有永久磁铁的磁偏转形蒸发源，尺寸较小，便于使用，但不能形成电子束的点移动。 使用电磁铁的蒸发源能在 x轴， y轴上扫描，可作为大型蒸发源使用。 中空阴极是在中空圆筒或金属网所包围的氩气体内发生释光放电，经小孔从放电空间引出电子束。 中空阴极内的电子密度比属于一般辉光放电的平板电极表面的电子密度大几个数量级。 电子源有以下三种类型。 ； 体电离；。 低电压，大电流的中空放电模型（ HCD）主要是 3 类型的放电；高电压，大电流的电子束模型（ EBMD）主要是 3 类型的放电。 上述蒸发源均使用高温灯丝，都能在较低真空（辉光放电区域）下工作；组装简单。 但其缺点是电极材料被溅射，因此板片必须有合适的形状。 这些蒸发源能高效得到高的蒸发速率。 工业用蒸发源需符合以下要求： ① 能够蒸发大量镀料且具有高蒸发速率 、 ②蒸发速率容易控制 、 ③ 可长时间稳定工作 、 ④ 寿命长 、 ⑤ 容易检查和维修 、 ⑥ 设备费用和运行费用低廉。 简单 电阻加热蒸发皿作为实用的加热方式具有轻便简易操作等特点，但所装物料的数量和蒸发物料的种类有限。 一般多采用高频加热和电子束加热。 采用电子束加热能改进蒸发源的结构，也比较容易采用大功率，减少了对蒸发物质的限制，因此得到了广泛应用。 低电压，大电流电子束蒸发源按输出功率来说为小类型结构，因此是高效蒸发源。 有些坩埚容量可达 100cm3 以上，最大输出功率为 16kW，沉积速率在基片 蒸发源相距 250mm条件下可达 1000197。 /s（ 6μm/min）。 膜厚在垂直于灯丝方向上即电子束入射方向上，以及与入射方向相垂直 方向上的分布是不同的，当采用旋转基片的办法可使膜厚分布变得均匀。 在空心阴极蒸发源中，从直径 4～ 5mm 的 Ta 管通入氩气，在水冷坩埚与空心阴极 Ta 管间加几十伏至 100伏的直流电压就可以得到几十安至 200安的电流。 金属管受到离子轰击而被加热至高温，其边缘会部分熔化，同时受溅射而损耗。 为提高空心管内的等离子密度，防止阴极温度升高，一般采用适当地磁场且设置水冷阳极。 由于进入水冷坩埚中的发射电流增多，因此促进了氩气分子电离，蒸发分子电离以及蒸发分子活化。 空心阴极适于用作离子镀蒸发源。 蒸镀装置的真空设备由真空容器和把真空容器抽成真空的抽气系统组成。 真空容器内还有实施真空蒸镀工艺蒸镀系统，真空容器是真空蒸镀的本体。 抽气系统应设计，制作成适用使用要求，能使蒸镀装置达到要求的真空度。 此外，应很好地分析，研究装置的运行性能，维修和安全问题。 一般真空装置较昂贵，因此应根据要求和用途选择能满足性能要求的价格合适的抽气系统。 为达到最优选择，要求经济性也是重要的。 高真空蒸镀系统装置配备的大抽气量抽气系统是用低温泵或液氮冷阱油扩散泵作为主抽泵构成的高抽速抽气系统。 抽气分以下四个程序，形成各具特征的抽气过 程： Ⅰ 粗抽； Ⅱ 主抽气（预抽气）； Ⅲ 主抽气（蒸镀时）； Ⅳ 主抽气（后抽气）。 对不同的蒸发源和蒸发材料， Ⅲ ， Ⅳ 的抽气过程不同。 抽气系统可采用如下两种典型系统： ① 低温泵抽气系统 、 ② 油扩散泵抽气系统。 抽气系统的组成见下图。 从抽气方式来看， ① 属于封闭的抽气系统， ② 是排放至大气的抽气系统。 关键在于要正确理解两者的不同和正确运用。 两者的顺序和方法不同。 重要的是要灵活运用抽气泵的性能，性质。 ① 低温泵系统利用低温面和低温吸附两种抽气作用，以泵本体容器至主阀门作为抽气负载。 粗抽使用单独的预抽系统，以避免使用低温泵主泵带 来的问题。 这种方法属于封闭抽气，因此主泵应有很强的再生能力。 ② 带有液氮冷阱的油扩散泵系统需要配备能使系统发挥效能的辅助抽气系统。 应抽出的负荷通过主泵依次抽出，最后由油旋转泵排至大气中，因此排气系统需要配备具有均匀抽气能力的抽气装置。 ① 与 ② 的区别在于，就抽气特性来说，即便两者具有相同的抽气性能曲线，蒸镀污染程度和蒸镀次数也是不同的。 就抽气对蒸镀薄膜影响来说，两者会对薄膜性质产生意外影响。 进行适当长时间的预抽气（ Ⅱ ），则可使真空计的指示达到真空蒸镀装置所需要极限压力 Pf值。 达到 Pf值以后进行蒸镀作业时， Pf表示抽气装置抽出气体放出量 Q（ t）的起点位置。 在 Pf点真空装置的放气量与抽气装置的抽气量相平衡，压力变化为零。 从工作压力至少要高于 Pf一个数量级的观点来看， Pf是蒸镀设备的一个指标。 抽气装置系统特性在许多状况下比测得的主泵性能降低很多，要注意分压（气体种类）变化和使用次数增多开来的抽气性能变化。 抽气系统的第一个条件是，在设计，制造和运行管理时应满足对 Pf的要求。 气体放出两 Q 受许多变化因素的影响，因此大多难于确定，在设计生产装置时需要完成的基础工作是用试验的方法确定放气量 Q（ t）。 无论采用哪种抽 气系统，在蒸镀阶段（ Ⅲ ）的压力 Pg应小于由试验确定的极限蒸镀压力 PL 考虑抽气变动因素（例如把真空装置暴露在大气中的时间），估计出一个安全的压值差。 但 PL不是临界值，因此还是一个有待于解决的问题。 特别是在制作结构敏感性薄膜时，压力 PL是影响形成薄膜的特定气体分压，因此使问题变得复杂了。 作为必要措施，有的引入适当流量的特定气体，在边控制压力边连续抽气的同时完成蒸镀工艺。 制作薄膜所采用真空装置不是单纯的真空装置。 对不同的蒸镀系统的主要构成因素，不同的蒸发源种类，真空装置的工作状态会发生很大变化，因此大多难于对真 空装置进行最佳设计，开始时多采用非标准设计。 目前，不仅对具有广泛适应性的试验装置，而且对生产装置，按照前面所述方法也可以构成最佳设计，必须注意，在化学工业上能有效适用的 “比例放大效应 ”生产方式未必适合于真空薄膜装置。 不考虑薄膜装置甭来的特性而去扩大，变更尺寸而导致失败的实例是极多的。 对于第四阶段的抽气（有的包含冷却）要十分谨慎。 MgO 蒸镀工艺对 MgO 原料的要求 对保护膜材料的特性要求是 ： ① 2 次电子 发射系数大，作为气体放电的阴极，能在低电压下开始放电和维持放电； ② 抗离子溅射；。