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问题与回答

Solar Applications

  1. 我对 AE 的太阳能产品不怎么了解。请问 AE 能为光伏制造带来什么?
  2. 我们的公司才刚刚开始,立即需要订购大量设备。AE 可否在短时间内提供我们所需的所有设备吗?
  3. 为何我要选择基于真空的生产工艺?与印刷和蒸发等其他光伏生产方法相比,这一技术有哪些优点?
  4. 我正在进行一项 CIGS 工艺,最后一层是 TCO。您对如何控制我的 TCO 工艺的温度从而避免下面的有源层性能降低有什么建议吗?

Sputtering Applications

  1. 我使用的是一种专用的靶材。我该如何决定使用哪一类型的制程电源呢?是射频电源还是交流或直流电源?
  2. 很好,但是我该如何在交流和直流电源中选择呢?
  3. 我该如何决定是普通直流或脉冲直流电源更适合我的制程呢?
  4. 我能达到多少溅镀率?
  5. 我的溅镀设备系统中输入的电弧设定值是多少?
  6. 我的溅镀率过去一直很稳定。为什么今天突然起了变化呢?
  7. 使用平面和可旋转靶材有何不同?
  8. 平面和可旋转靶材的不同侵蚀类型是如何在其靶材使用寿命期间影响制程的?
  9. 一般来说,前面您已经提到,脉冲直流电源和交流电源生产出的薄膜质量比普通直流电源要高。那么,它们生产的薄膜质量实际上究竟有何不同?
  10. 我该怎样优化我的溅镀率?
  11. 我听说有一种即将推出的 HPPMS 技术可以生产极其平整而均匀的薄膜,但是现在还没有广泛推出。有没有其他选择可以用现有的设备生产出类似质量的薄膜?
  12. 我正在设置一项工艺,现在想咨询一个与射频 (RF) 电源有关的问题。采用电压或功率模式操作工艺的优缺点分别有哪些?采用固定功率或固定电压模式操作工艺能获得相同的薄膜属性吗?
  13. 我 们将采用单磁控阴极对二氧化钛薄膜的光学应用进行研究。靶材将是使用脉冲直流电电源的二氧化钛。基材最高将加热至摄氏350度,我们将使用氧气和氩作为加 工气体。请为我们推荐一个脉冲直流电源和最佳的工艺参数,以便获得一个很好的密集型薄膜以及很高的沉积速率。二氧化钛能达到的最高沉积速率是多少?二氧化 硅呢?
  14. 我的真空室内没有足够的空间供我在双靶磁控系统中使用直流电。能有合适的替代方法吗?
  15. 我听说射频/直流电的配置非常复杂。需要防止的主要隐患有哪些?
  16. 我有一个关于 Pinnacle® Plus+ 5 kW(325至 650伏直流电 (VDC))的问题。我们正在将它与一个小型3"钼靶(直流模式)和用于溅射法镀膜的磁控管一同使用。然而,我们的制程目前的运行功率仅为300 W(约 400 VDC,0.75 A),远远低于指定重复性(“额定功率的10%至100%时为0.1%”)。我有点担心制程的整体稳定性。请问您对这个5 kW 电源的输出精度和重复性有什么看法,仅在 300 W 的功率下运行可以吗?如果使用 500 W 的直流模式会不会更好呢?
  17. 当您使用在使用交流电源和双磁控管系统 (DMS) 时,磁控管应该距离多远?
  18. 与直流电源和单磁控管相比,双磁控管系统和交流电源可以达到什么样的溅射率?

Flat Panel Display Applications

  1. 我如何确定脉冲直流电源是否适合我的 FPD 制程?
  2. 使用脉冲直流电源,在反转电压时没有溅镀会不会影响我的溅镀率?
  3. 是否有技术可通过提高封装层质量来延长OLED 寿命?
  4. 在开发OLED 和其它先进制程时,我可以从哪里获得帮助?
  5. 哪些现有的产品技术有益于 FPD?
  6. 脉冲直流电的优势听起来不错,但我担心我的溅射速率。脉冲直流电可以在反向脉冲过程中清除溅射能量吗?
  7. 我使用了 AE® 的 VFP(虚拟前面板,Virtual Front Panel)来控制和监控我的电源,但 VFP 有助于制程的改良吗?
  8. 凭您的经验,您是否遇到过简单、低成本而又能显著改进制程的方法?
  9. 我力求尽可能在 PVD 制程方面实现并维持最高生产效率。我在哪儿可以获得帮助?
  10. 对于为了增加 FPD 生产利润而需要行业改变的推动因素您有何见地?  
  11. 您在2007年第四季度版 FP Focus 中谈到了 CEX。它到底是什么?
  12. 为什么有些交流电源具有 CEX 功能,而其他没有?
  13. 我的电源具有 CEX 功能。需要怎样正确的安装呢?
  14. 我的电源无法达到设定值。这是为什么,我该如何解决?

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  1. 我对 AE 的太阳能产品不怎么了解。请问 AE 能为光伏制造带来什么?
    答:我们该从哪开始呢?AE 提供晶体硅、晶圆太阳光电以及重要的薄膜技术(包括非晶硅和微晶硅、CIGS 和碲化镉)的解决方案。我们拥有业界最全面的产品系列之一,使得我们能够为各阶段的光伏制造提供更有效的解决方案:从直流电60MHz 的电源热工仪表、等等。在这些产品拥有我们36年创新解决方案基础上高度发展的设计与技术,这些设计与技术能够提高精确度、避免缺陷以及提高产能。事实上,很 多的开发和制造光伏产品公司已经选用了我们的产品。但是,我们所提供的并不仅仅是我们的产品与技术,还包括专业应用支持、世界级制造设施、完善的全球销售与支持基础架构,等等。

    垂询详情,请参见 AE太阳能的市场网页

    表: AE用于太阳能光伏生产的产品


    光伏子系统种类
    推荐产品 太阳能应用实例 AE 产品特点
    射频电源
    Cesar® 电源


    Apex® 射频供电系统

    Navio™ 数字匹配网络

    Navigator® 数字匹配网络
    用于非晶硅的等离子体增强化学气相淀积 先进的供电技术

    多种频率、电源级别和功能

    精密的电弧管理
    中低频电源
    PEII 低频电源


    Paramount® 中频电源

    Crystal® 中频电源
    用于二氧化硅的物理气相沉淀 (PVD)
    直流电源
    Ascent® 直流电源

    Pinnacle® 直流电源

    Pinnacle® 正极直流/脉冲直流电源

    Pulsar 直流脉冲附件
    用于金属后触点的 PVD

    用于 TCO 前触点的 PVD
    仪器
    Sekidenko 光纤温度计和辐射计
    所有生产阶段 在用于突破性工艺高级研制的工艺参数方面具有独特见解


  2. 我们的公司才刚刚开始,立即需要订购大量设备。AE 可否在短时间内提供我们所需的所有设备吗?
    答:这是一个令人兴奋的时刻,因为在多年以前新的薄膜工艺就已经出现了。对新兴太阳能市场有益的方面是它可以利用当前有关连市场的所有发展成果。这些发展包括技术、设备生产架构以及支持。AE 在半导体FPD工业涂料等市场的发展已经使我们具备了大批量的生产能力。我们在中国深圳的世界级工厂拥有现成的工艺、设备、厂商和其他必要资源,可有效处理任何规模的订单,如新的太阳能生产部门30兆瓦特或更大规模的订单。

    除了设备,我们还提供让您的新生产部门成功运营所需的支持。AE 的应用工程师会随时在工艺开发、设置、优化和疑难排解方面为您提供帮助。他们会基于在众多市场、生产技术和工艺条件领域的长期经验提供重要见解和专业知识。

    凭借在全球主要生产中心的销售与服务办事处,AE 还拥有全球性架构来有效地为太阳能等全球性行业提供服务。例如:如果您在欧洲,那么我们当地的办事处就能够从邻近方便的位置为您提供帮助。同样,如果您的客户位于亚洲,那么,您也可以求助于我们遍布在那的多家办事处。

    图2. AE 位于中国深圳的世界级工厂可迅速满足新的太阳能生产部门对大量设备的需求

    图:AE 位于中国深圳的世界级工厂可迅速满足新的太阳能生产部门对大量设备的需求
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  3. 为何我要选择基于真空的生产工艺?与印刷和蒸发等其他光伏生产方法相比,这一技术有哪些优点?
    答:当今的光伏生产方法包括溅射 (PVD)、 PECVD、印刷、蒸发等等。但是,PVD 和 PECVD 等基于真空的工艺能够切实提供其他方法所不能提供的益处。具体来说,PVD 和 PECVD 提供原子级控制,让您能够更加准确地控制薄膜特征,如化学计量、结晶度以及基板的一致性。此外,PVD 和 PECVD 产生的缺陷也比其他方法少。这种高水平的控制能够为当今的太阳能面板制造商带来两项重要益处:更高的光伏效率和更高的产能。

    图3. 简单表示溅射物理气相沉积(PVD) 的工艺——其它光伏制造方法的精度不能与在原子级下进行的真空工艺的精度相媲美。

    图:简单表示溅射物理气相沉积(PVD) 的工艺——其它光伏制造方法的精度不能与在原子级下进行的真空工艺的精度相媲美。


    图 阐明了溅射工艺的原子级行为。在该工艺(左)的第一步,氩原子处于电离状态。一个加速的电子与原子产生非弹性碰撞,从原子中分离一个电子,生成一个 Ar+ 离子。接着,在溅射步骤中(中),Ar+离子加速靠近负阴极界面。它用足够的能量撞击以分离靶物。最后一步(右),靶物到达基板表面,从而沉积成薄膜。垂 询溅射的更多详情,请查看 Sputter Spotlight® 电子通讯

    使 用真空工艺的另一个好处是已经在PVD 和 PECVD 领域积累了众多专长和技术开发知识,可直接应用于光伏制造。AE 提供了超过36年的经验以及一个全面且高度发展的产品组合,与其它子系统制造商相比,它对膜性能的控制水平更加出色。例如,我们产品的缺陷率更低,不仅提 高了太阳能电池效率,而且支持更高的运行功率,从而提高了产能。更高的功率运行还支持对大面积基板进行成功涂层。例如,我们的 Crystal® 交流电源在满足建筑玻璃应用(包括被动式太阳能市场的低辐射涂层)所需的功率水平方面有着长期的成功记录,这也使它成为光伏行业尺寸不断扩大的基板的理想电源。欲知更多详情,请查看我们的 Design Aspects of Large-Area Coating Supplies 白皮书。

    事 实上,AE 在 FPD 和建筑玻璃等行业大面积涂层方面的专长可直接应用于大面积光伏制造。我们已经在这些相邻市场以及半导体行业(当然指的是原始的硅晶圆应用)中优化了我们的 产品、技术和专长。你可以说 AE 成长于半导体行业——一个需要高度的制造精度和几乎不允许或根本不允许误差的行业。实际上,与其它任何行业相比,半导体有着最小的工艺窗口。因此,我们的 产品和技术是围绕精确的概念而设计的,这一事实提高了电池效率和工艺产能,从而使太阳能行业受益。
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  4. 我正在进行一项 CIGS 工艺,最后一层是 TCO。您对如何控制我的 TCO 工艺的温度从而避免下面的有源层性能降低有什么建议吗?
    答 案:当然!热控制是如今许多制造应用迫切需要解决的问题。下面是为读者提供的一些背景资料:大多数的光伏制造工艺首先沉积 TCO 层,然后才是其它层。但是,对于 CIGS (以及一些薄膜硅)太阳能电池,则最后沉积 TCO 层。与金属层不同,TCO 的传导性极易受热量的影响,而金属层的导电性能相对来说不易受温度的影响,所以可以在冷工艺中沉积。为了产生充分的传导性,传统的 TCO 工艺通常在高温下进行。问题是对于最后沉积 TCO 的 CIGS 工艺来说,它的热控制可能超过上述所有层。过高的温度可能导致 TCO 下面的有源层内掺杂剂的扩散,从而导致光伏性能显著下降。此外,如果基板对温度比较敏感,它确实可能会在传统的 TCO 沉积工艺的温度下熔化。这是柔性聚合体基板的一个突出问题。

    图4. 对于一个銅銦鎵硒四元素(CIGS) 太阳能面板最后沉积的是 TCO 层,而在非晶硅和 CdTe 板上最先沉积的则是 TCO 层。这为 CIGS 制造带来了与热量相关的特殊挑战。

    图: 对于一个銅銦鎵硒四元素(CIGS) 太阳能面板最后沉积的是 TCO 层,而在非晶硅和 CdTe 板上最先沉积的则是 TCO 层。这为 CIGS 制造带来了与热量相关的特殊挑战。


    那 么,该如何应对这种表面上很糟糕的情况呢?一些有效方法可以在一个温度范围内进行运用,在这个范围内不会导致有源层的扩散或基板熔化,同时可产生良好的 TCO 传导性。这些都是经需要温度控制的其它工艺的成功记录证实的标准方法,如面向 FPD 彩色滤光片的电极,以及面向触控式面板工艺的透明导体。欲获得有关您的热敏性工艺有效解决方案的详情,请与我们联系
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Sputtering Applications

  1. 我使用的是一种专用的靶材。我该如何决定使用哪一类型的 制程电源 呢? 射频电源 还是 交流直流 电源?
    答: 要想决定您是否需要使用射频电源其实很简单;您只需要一个简单的欧姆表。将欧姆表的两支表笔放在靶材表面的任意两点。如果您的欧姆表读数为无穷大(例如纯二氧化硅铝靶材的读数就是无穷大),那么您的制程就需要选用射频电源。而如果您的欧姆表有不是无穷大的其它读数,则使用交流或直流电源。
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  2. 很好,但是我该如何在交流和直流电源中选择呢?
    答: 这是一个复杂的问题。如果您的制程是批次制程,您可能需要直流或 脉冲直流。这里我们关心的问题是制程中阳极消耗的问题。如果您反应性地使用直流电来溅镀 SiO2,阳极(浮动或溅镀腔室)最终将积聚起绝缘的 SiO2。该绝缘层会阻止电子流回电源(正极流回)。制程电压会上升,制程将出现问题并最终因为大的电弧放电和功率的下降而终止。关键是了解您的制程有多长以及您想溅镀的材料有多少。您必须非常了解您溅镀腔室的几何构造和溅镀制程。在保持阳极更干净更长久方面有很多有趣的小窍门。脉冲直流是其中的一种。(其它的再做其它讨论。)

    数天或数周的需要溅镀绝缘材料在线制程比较简单。交流电源用在这种情况非常好。相对不好的一面是需要再购买、安装和维护第二个阴极。交流电源能提供改进薄膜的质量,包括更高平整度、更少的孔洞以及更佳的聚集密度。
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  3. 我该如何决定选择普通的直流或脉冲直流电源更适合我的制程呢?
    答: 使用脉冲直流电源通常都能获得更好的薄膜质量,但是普通的直流电源更便宜。然而,使用脉冲直流电源能使您无需再购买一个昂贵的阴极。而且脉冲直流电源能改善薄膜的平整性、聚集密度和透射性,而且还能减少孔洞。
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  4. 我能达到多少溅镀率?
    答: 溅镀率的多少取决于每个不同的配置——配置可能是动态的。决定溅镀率的有以下因素:
    • 溅镀腔室几何构造和阴极/阳极设计
    • 运行气压
    •  气体混合
    • 靶材厚度
    • 磁场强度
    • 运行功率
    • 靶材到基板的距离

    你将可能看到溅镀率在2到10 Å /秒。我在这里想要说的是优化您的溅镀系统既是一门科学也是一种艺术——必须在成本、溅镀率和薄膜质量之间保持平衡。而事情的关键是要真正地了解您的溅镀腔室和溅镀制程。您应该以初始速率运行比您实际制程更长的时间,以了解您的溅镀腔室和制程特点。要了解在您实际制程时会发生什么,您可以在较低功率的条件下尝试这些初始速率,慢慢调高功率,作为一种系统评定的方法。
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  5. 我的溅镀设备系统中输入的电弧设定值是多少?
    答: 这也是一个能让我出名发财的问题。和上个问题一样,答案取决于几个变量:
    • 靶材的材质和厚度
    • 阴极的尺寸
    • 运行电压,运行电压受气体混合、磁场强度和溅镀腔室压力的影响。

    对于典型的情况,我推荐设定电弧分界点为运行电压的10%。然而,更大的靶材需要更长的关闭时间,因为完全驱散这些较大靶材上电弧的能量需要更长的时间。靶材表面积越大,电弧处理的关闭时间越长。
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  6. 我的溅镀率过去一直很稳定。为什么今天突然变化了呢?
    答:我对这个问题的第一反应是:您对系统做的最后一件事是什么?在90%左右的情况下,这都能告诉你答案。如果想不明白,可以采用下面其它的方法来查看。
    • 您是否看到更多的电弧?
    • 等离子的颜色是否发生了改变?
    • 电源的电压和电流是否发生了变化?
    • 您是否能够达到相同的本底基气压?
    • 达到相同制程气压力所需的气体流量是否相同?
    • 达到上升测试率所需的时间是否相同?

    所有上述的情况都说明在溅镀腔室的某处发生了泄露。也可能是需要溅镀腔室清洁了。以上两种情况的处理都需要更加深入的讨论。
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  7. 使用平面和可旋转靶材有何不同?
    答: 通常,平面靶材的利用率约为35%,可旋转靶材的利用率约为85%。这些数字与所采用的制程电源模式或靶材材料无关。但是,请注意,可旋转阴极不能与射频电源兼容。一般来说,可旋转阴极最适合用于交流、直流或脉冲直流电源供电的制程。
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  8. 平面和可旋转靶材的不同侵蚀类型是如何在其靶材使用寿命期间影响制程的?
    答: 尽管平面和可旋转靶材的侵蚀方式确有不同,但实际上您在该靶材使用寿命期间处理制程电源的方式基本是相同的。就可旋转靶材而言,靶材厚度以一种一致的方式 减少,从而导致磁体向靶材表面移动。这将导致电流的增大和电压的降低。尽管平面靶材的侵蚀方式不一致,但您会发现电流减小,电压增大。
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  9. 一般来说,前面您已经提到,脉冲直流电源和交流电源生产出的薄膜质量比普通直流电源要高。那么,它们生产的薄膜质量实际上究竟有何不同?
    答: 以下的图片显示,薄膜质量存在十分显著的差异。


    Film quality produced by straight DC power

    普通直流电源生产出的薄膜质量(上图) vs 脉冲直流电源生产出的薄膜质量(下图)
    资料来源:英国索福尔德大学 (University of Salford)、先进材料与表面工程中心 (Centre for Advanced Materials and Surface Engineering)


    Film quality produced by pulsed DC power





    Film quality produced by straight DC power

    普通直流电源生产出的薄膜质量(上图) 相对于 交流电源生产出的薄膜质量(下图)

    Film quality produced by AC power
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  10. 我该怎样优化我的溅镀率?
    答: 这与先前的 “请教 Doug!”, 的内容有很多重复,在“我可以获得多少的溅镀率?”中我已经回答了这个问题。

    这个问题的一般规则是压力越低,溅镀率和薄膜质量越高,因为这种情况下等离子区的分子碰撞较少,等离子投射距离(溅镀的粒子从靶材到达基板的能力)较长。因此,尽可能地在低的压力下进行溅镀,当然,要避免陷入气体不足的情况,这会使您的电源出现问题。

    您可以做的第二件事是使用一个磁场强度计来检查磁控管的平衡。不平衡的磁控管会增大等离子投射距离,产生多余的电子,这会影响基板温度和薄膜质量。平衡的磁控管可集中投射距离,这将有助于您提高溅镀率,尤其是当阴极与基板之间的距离较大时。
    Unbalanced magnetrons




    不平衡的磁控管(上图)相对于 平衡的磁控管(下图)




    Balanced magnetrons

    第三,检查磁体的强度。随着磁体磁力的增强,等离子投射距离也随之增大。需要注意的一件事就是,尽管这可以带来更高的溅镀率和薄膜聚积密度,但较强的磁力会加深靶材凹槽深度,这会降低利用率。

    所有的这些都表明,溅镀率是一个复杂而多方面的问题。如需获得具体情形的建议,请通过电邮 technical.support@aei.com 与我联系。
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  11. 我听说有一种即将推出的 HPPMS 技术可以生产极其平整而均匀的薄膜,但是现在还没有广泛推出。有没有其他选择可以用现有的设备生产出类似质量的薄膜?
    答: 你很幸运!现在有一种非常易于使用的技术可为你带来平整度类似于 HPPMS(高功率脉冲磁控管溅镀)技术的薄膜质量。这种技术结合了两种制程供电方式:射频和脉冲直流电源。另外一个好处就是,尽管它是一种相对较新的方 法,但射频脉冲直流电却拥有足够长的采用时间,大量的相关信息已经被开发并推广。欲查询有关该电源模式的详情,请见AE的电 源选择矩阵,以及我们的 射频直流电源制程电弧处理应用注释。
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  12. 我正在设置一项工艺,现在想咨询一个与射频 (RF) 电源有关的问题。采用电压或功率模式操作工艺的优缺点分别有哪些?采用固定功率或固定电压模式操作工艺能获得相同的薄膜属性吗?——匿名
    回答: 我个人认为你应该采用功率控制模式操作电源。电源将能够“看到”负载,并根据情况调节电压和电流,因此两者都有空间来应对工艺中的任何异常情况。如果采用 电压控制模式操作电源,它将根据情况调节功率和电流。如果你能够严格控制负载,这当然很好。但是如果负载稍有变化,那么功率和电流也将发生变化,因此工艺 很容易就会偏离规格。祝你好运!
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  13. 我们将采用单磁控阴极对二氧化钛薄膜的光学应用进行研究。靶材将是使用脉冲直流电电源的二氧化钛。基材最高将加热至摄氏350度,我们将使用氧气和氩作为加工气体。请为我们推荐一个脉冲直流电源和最佳的工艺参数,以便获得一个很好的密集型薄膜以及很高的沉积速率。二氧化钛能达到的最高沉积速率是多少?二氧化硅呢?——Atul Nagras
    回答:我建议使用 Pinnacle® Plus 直流电/脉冲直流电源。AE 提供 5kW 和 10kW 两个版本。你选择的版本将取决于靶材的大小。我的一般原则是最多 100W/平方英寸,性能很好的冷却顶板则相对较少,为 70W/平方英寸。这是针对持续操作而言的。

    全氧化物模式下的二氧化钛沉积是相当慢的。速率将取决于你真空室内的众多因素:靶材和基材间的距离、压强、磁场强度等等——你知道这里面的原因。二氧化钛的最高速率估计为3至5埃/秒。如果二氧化硅将使用相同的电源,那么最高速率很可能会达到5至8埃/秒。

    了解溅射速度所涉及因素的更多信息请参阅《2007年第一季度 Sputter Spotlight》新闻中《我能实现的溅射速度是多少?》以及2007年第三季度中《我如何才能够优化溅射速度?》。欢迎发送电邮至 technical.support@aei.com 联系我咨询更多建议。
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  14. 我的真空室内没有足够的空间供我在双靶磁控系统中使用直流电。能有合适的替代方法吗?
    回答:RAS 或射频/直流电。我并不建议在这种情况下采用 RAS,因为它需要在真空室内钻孔来增加高压阳极,这是非常复杂且浪费劳力的。而射频/直流电则比 RAS 更加容易设置,需要的空间也比普通的直流电少,因为只需一个阴极。从节约成本方面考虑,两者各有千秋。首先射频/直流电更昂贵,因为你必须购买两个电源 (一个射频电源以及一个直流电源或脉冲直流电电源),但是你在耗材方面却能够有所节约,因为你只需购买一个阴极。
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  15. 我听说射频/直流电的配置非常复杂。需要防止的主要隐患有哪些?
    回答:合适的电弧控制装置对射频/直流电的成功使用非常关键,因为两种不同的电源将同时工作。

    与 射频电源相比,直流电或脉冲直流电电源能够更精确地识别电弧并作出反应。因此,你的直流电源必须要能够控制你的射频电源,在电弧出现时切断直流电和射频电 源。一旦电弧消失了,它还必须能够迅速重新打开电源。目前市场上的直流电源在这方面存在着差异。一些不提供任何内置直流电/射频控制途径,而其他的则提供 强有力的控制。例如,Arc-Sync 技术使 Pinnacle® Plus+ 直流电源能够轻松有效地控制连接Cesar® 射频电源,便于电弧的处理。

    安装射频/直流电时,还要注意其他一些问题,例如电缆架设和过滤器/并合器的使用等。欲知详情,请参阅我们的《射频/直流电工艺中的电弧处理》应用说明
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  16. 我有一个关于 Pinnacle® Plus+ 5 kW(325至 650伏直流电 (VDC))的问题。我们正在将它与一个小型3"钼靶(直流模式)和用于溅射法镀膜的磁控管一同使用。然而,我们的制程目前的运行功率仅为300 W(约 400 VDC,0.75 A),远远低于指定重复性(“额定功率的10%至100%时为0.1%”)。我有点担心制程的整体稳定性。请问您对这个5 kW 电源的输出精度和重复性有什么看法,仅在 300 W 的功率下运行可以吗?如果使用 500 W 的直流模式会不会更好呢?—Jeorg Winkler
    答:是的,您的做法的确存在一个问题。Pinnacle 电源和他们的 Pinnacle Plus+同类产品可能确实可以在低于额定功率的情况下运行,但我建议不要那样做。AE 电源是电流源,它需要一定的安培数来锁定控制电路。我还知道有另外两个人尝试在这样低功率的情况下打开 Pinnacle Plus+ 电源,他们在制程中遇到了一些奇特的事情。这样的电流对控制电路而言太低了,在这样低的功率下准确性偏差将达到5%的范围。重复性也可能不够,因为电源可 能认为它处于恒弧的情况。

    我赞同您应该采用 Pinnacle 3 kW 或者将 Sparc-le V 与 MDX 1.5 kW 配合使用。我们知道,Sparc-le® V 需要大约110至150 W 的功率,才能让“内部加热”。因此,您可以做出适当调整并获得更好的重复性。
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  17. 当您使用在使用交流电源和双磁控管系统 (DMS) 时,磁控管应该距离多远?
    答: 这是一个很好的问题。当使用平面磁控管时,距离最近可以为2.5厘米(1″),最远可为1米(3')。关键是磁控管之间的电子流必须要有一个好的路径。除 了暗区屏蔽罩,不能有其它东西阻挡电子流。如果您并排使用平面磁控管(面朝同一方向,甚至各自向对方略有倾斜),您将需要“rotate the tires”——交换靶面或使它们在同一磁控管上旋转,因为最接近另一磁控管的轨道将磨损得非常快,靶利用率就会降低。
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  18. 与直流电源和单磁控管相比,双磁控管系统和交流电源可以达到什么样的溅射率?
    答: 如果直流电一直开着,我们将获得100%的沉积率,那么一个带有 DMS 的交流电源将达到约80%至85%,因为当它改变溅射磁控管时就会过零。由于交流电信号不断变化,它不能向溅射法磁控管提供一个一致的信号。当它接近零 时,溅射就会减少,而当它实际上降为零时,溅射就会停止。另一个磁控管必须重新运转起来,因此电流在这里就出现了滞后。
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  1. 我如何确定 脉冲直流电源 是否适合我的 FPD 制程?
    答: 如果您的制程对破坏性的电弧事件十分敏感,那么脉冲直流电源毫无疑问可帮助您。绝缘体表面的电荷积累是每个耙材所固有的。脉冲直流电源可通过定期变转电压并抑制这种对积累来防止破坏性电弧在 PVD 制程中出现。

    与普通直流电源相比,脉冲直流电源总能提高薄膜质量,节省成本,提高成品率和产量。它可以降低针孔缺陷发生率并通过降低电阻系数提高电属性。它还可以通过提高耙材使用率和使用较便宜的耙材来降低材料成本,而薄膜质量却不会受到任何负面影响,大幅提高了生产率和产量。

    对于现有的直流源电驱动的 PVD 制程,通过在您的系统中整合一个附件,如 AE 的 Pulsar®,来获得这种宝贵的脉冲功能是相对简单的。
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  2. 使用脉冲直流电源,在反转电压时没有溅镀会不会影响我的溅镀速度?
    答: 仅有很小的影响。 AE 独特的脉冲直流电源拓扑结构 能够实现反转电压过程中的能量存储。这一能量会在随后的溅镀过程中被释放。从本质上来讲,其平均供电与类似的直流电溅镀制程是相当的。

    这也说明,溅镀速率是复杂的,并且受到许多变量的影响,其中包括:
    • 溅镀腔室几何构造和阴极/阳极设计
    • 运行气压
    • 气体混合
    • 耙材冷却
    • 耙材厚度
    • 磁场强度
    • 运行功率
    • 耙材到基片的距离


    优化您的溅镀系统既是一门科学也是一门艺术——成本、溅镀率和薄膜质量之间的平衡。真正的关键在于知道并了解您的溅镀腔室和溅镀制程。要完全了解脉冲直流电是如何影响您的制程的,利用初始速率运行比实际制程更长的时间,以了解您的溅镀腔室和制程特点。要了解在您实际制程时会发生什么,您可以在较低功率的条件下尝试这些初始速率,慢慢调高功率,作为一种系统评定的方法。
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  3. 是否有技术可通过提高封装层质量来延长OLED 寿命?
    答: 薄膜覆盖可产生阻挡空气和湿气的屏障,从而大大提高 OLED 寿命持久性。这一层次对于柔性显示器来说可能会特别有用,这是由于不同的基片,比如柔性聚合体,可被液体和气体穿透。水和空气可以进入低质薄膜,扩散到基片,污染有机层。

    为了获得这一屏障,在您的应用中采用合适的薄膜属性相当关键,包括针孔缺失以及您所希望薄膜密度和结晶度的水平。不同的等离子制程使您可以控制能量,创造有效覆盖所需的更完善的薄膜特征。

    AE 的产品可达到适当的能量水平,其电弧管理能力可防止电弧造成的针孔。AE 多样化的产品组合包括 直流电源, 、脉冲直流电源, 和 射频电源 产品,以便应对这些尖端应用带来的挑战。垂询详情,请发电邮到 technical.support@aei.com
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  4. 在开发OLED 和其它先进制程时,我可以从哪里获得帮助?
    答: 相近的薄膜市场的经验对于 FPD 制程创新是极其有效的。对更高光效的需求以及诸如柔性显示器 (OLED) 和数字信号等新设备的推出孕育了对能够节省终端成品成本的更先进制程的需求。下面的表格比较了未来的 FPD 制造和现今的相近薄膜制程。



    FPD 应用

     
    邻近薄膜应用 共性
    所有新一代 FPD 设备 半导体 非常精确的制程
    柔性显示器 网络镀膜

     
    柔性基片
    很高的产量
    低温制程
    大屏幕显示器 建筑玻璃 大面积基片
    设备采购战略
    更高的功率要求
    OLED 光电应用 制造操作设计[1]
    技术创新

    [1] 光电应用将光转成电,而 OLED 进行相反的操作,将电转成光。因此,这两种应用都有着非常相似的材料、设备、制程和程序。这些共性的一些实例包括透明的导电氧化物、导体和覆盖层。有关覆盖的详情,请参见上述问题



    所以,您能在哪找到涵盖所有这些薄膜行业的专业技术呢?36年多以来,AE 一直在创新技术,以求实现精确的等离子制程。凭借在上述所有相关薄膜应用领域的经验,我们能够成为您开发制程工作中的宝贵合作伙伴。[2]

    制程设计一旦完成,AE 可提供实地系统整合支持。我们还可以进行广泛的现场测试,这有助于确保您新的设计成功。这能变成非常关键的考虑到终端用户限制初步验收测试 (IAT) 并只执行最终验收测试 (FAT) 的趋势。[2]

    如果您对您具体的开发应用工作有疑问,我们很乐意为您解答。请发送电邮至
    technical.support@aei.com与我们联系。

    [2] 请和您的设备供应商联系,看看哪种 AE 支持方案适合您。

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  5. 哪些现有的产品技术有益于 FPD?
    答: 就制造技术来看,今天的 FPD 市场实际上胜过早期的半导体市场。尽管半导体开发没有技术基础来供其起步,FPD 却源自半导体设备和方法。因此,它开始的时候拥有强大且高度发展的制造技术。这也促成了比其它行业更快的进步。随着 FPD 市场日益成熟,其它市场的现有技术将继续带来益处。

    能为 FPD 制造带来益处的其它技术包括:



    技术

     
    好处
    电弧管理 减少基片损坏 (针孔)
    改进成品率
    实现更高的功率水平,增加产量
    匹配网络技术 提高供电精确性和效率,实现更高的薄膜质量和成品率
    精确供电 改进成品率
    精确子系统控制和监控功能 方便制程操作和创新
    提高制程生产率和成品率
    延长正常运行时间
    脉冲直流电源 改进薄膜质量和成品率
    降低材料成本
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  6. 脉冲直流电的优势听起来不错,但我担心我的溅射速率。脉冲直流电可以在反向脉冲过程中清除溅射能量吗?
    答: 这取决于您的电源质量。质量差的电源的确会降低溅射速率,因为它们会在反向脉冲时消耗溅射能量。而 AE 电源则可在反向脉冲期间储存能量。这些能量可在随后的脉冲期间得到利用,从而保持您的溅射速率和产量。

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  7. 我使用了 AE 的 VFP(虚拟前面板,Virtual Front Panel)来控制和监控我的电源,但 VFP 有助于制程的改良吗?
    答: 是的。VFP能够通过您的个人电脑操作您的制程并观察结果。事实上,在测试新方法时,您甚至不需要靠近生产工具。您可以通过以太网在网络上进行远程控制或监控。在系统启动或研发模式下,您可以一边写新方法,一边在一个具体的工具上模拟具体的制程环境。这非常方便而且通用,并可以减少昂贵的工具耗费。很多 AE 电源都提供 VFP。欲了解详情,请与我们联系

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  8. 凭您的经验,您是否遇到过简单、低成本而又能显著改进制程的方法?
    答: 我想到了一些,但让我们的重点集中在一种常用的方法:电缆长度和质量。减少电弧放电和电弧损伤的一种方法是检查您的电源和阴极之间的电缆。能量被感应贮存在电缆线路中,而每米电缆都具有一定的感应系数。缩短电缆长度和使用低感应的电缆能够减少供电电缆-阴极系统中贮存的能量。这能够降低电弧放电时可能传递给电弧的电量。因此,尽量在电源和阴极之间使用最短、感应系数最低的电缆。

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  9. 我力求尽可能在 PVD 制程方面实现并维持最高生产效率。我在哪儿可以获得帮助?
    答: 如今的 FPD 行业非常注重生产量和成品率,最大限度地提高 PVD 制程的效率至关重要。随着应用与制程的发展,AE 能够与原始设备制造商 (OEM) 合作,共同优化您的先进技术。选择能够提供全面且响应迅速的支持服务的设备供应商使您的系统能够随着新技术的推出而不断改进。

    您的设备供应商的支持服务应涵盖以下几点:
    • 应用支持[1]—E 拥有一批我们所涉足行业的专家,能够帮助您寻找与制程有关的机遇。AE 的设计团队运用不断积累的经验进一步开发产品,无论当下还是未来,客户都会从中受益。
    • 制程改进产品[1]—您的制程是否都实现了最大的生产量、成品率和成本效益?通过全面利用 AE 的多元化产品组合能够助您找到量身定制的优化方案。这有助于确保您的制程能够产出理想的产品。
    • 产品维护服务[1]—AE 在全球所有主要生产地区均设有便利的全方位服务中心。我们经验丰富的员工保证为您提供快捷、专业的服务体验。
    • 产品升级服务[1]—产品的不断改进是 AE 以及我们客户成功的关键所在。我们为您提供此类升级服务,从而延长您产品的使用寿命,提高产品性能。

    [1] 请联系您的设备供应商,了解适合您的 AE 支持服务选择。

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  10. 对于为了增加 FPD 生产利润而需要行业改变的推动因素您有何见地?
    答: 市场现状的确让人沮丧。在消费者开始购买更多 FPD 或生产成本大幅降低之前,利润不尽如人意,您或许觉得您正处于徘徊彷徨之中。但我们仍有充分的理由保持乐观。首先,消费者对 FPD 技术仍然有着浓厚的兴趣,因此这一市场有着巨大的发展潜力。而只需一些变化就能够将这种潜力转化为实际利润。

    半导体行业的开端与如今的 FPD 市场十分相似。消费者兴趣十足,但销量却滞后。半导体行业是如何克服这一困境,迎接销量增长并最终实现可持续的利润率的呢?其中有诸多因素,包括生产效率的提高和适中的原料价格——这使得终端产品成本下降,从而扩大了市场渗透率,促进了消费需求的增长。

    已经有迹象表明 FPD 行业正循着半导体行业的发展轨迹前行。娱乐“迷”持续购买 FPD 产品以取代现在已经无法满足其需求的 CRT 技术。所有大型电脑制造商都不再认为 FPD 是一种奢侈品,其中大多数厂商将 FPD 作为新系统的标准配置。而通过行业联盟使得成本进一步降低正在不断改善应用和分销渠道。环境正在不断改善,而这一有利的变化仍将继续。
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  11. 您在2007年第四季度版 FP Focus 中谈到了 CEX。它到底是什么?
    答 案:CEX 是指通用主控振荡器,它被用来连接在同一个反应室内与多个电极或阴极相连的多个电源。使用 CEX 能够有效地约束等离子体,减轻电极或阴极之间的串扰可能造成的削弱影响。这种串扰会导致靶材损坏、基片打弧和基片损坏。它还可能最终导致电源的损坏。此 外,串扰可能会使您无法获得您所希望得到的功率水平,从而降低了产量。

    较大的基片(如那些在 FPD建筑玻璃生产中频繁使用并在太阳能应用中越来普及的基片)可能每反应室需要十来个或更多阴极。为了能放入一个反应室中,阴极之间的间隙必须缩小。如果紧挨着的靶材在使用 PEII 电源的 CEX 等功能时不能同步,那么它们的势能便各不相同,因而会彼此干扰。这种干扰被称为串扰,它可能会导致上述严重的工艺、薄膜和设备问题。

    请参见 Enhanced Plasma Containment for Inline Sputtering Systems 应用注释,了解有关使用 PEII 低频电源独特的 CEX 功能来实现阴极交替作用以显著增强工艺控制、提高薄膜质量和延长正常运行时间的操作指南。
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  12. 为什么有些交流电源具有 CEX 功能,而其他没有?
    答案:交流电源均为定频或变频电源。为了利用 CEX 对多个交流电源进行同步,所有这些电源的输出频率必须相同。因此,利用 CEX 对定频交流电源进行同步相当简单,如 AE 的 PEII 电源。但是,变频电源的输出频率,如 AE 的 Crystal® 电源,取决于负载阻抗,并且受工艺条件影响。这意味着反应室的每个电源都可能根据不一样的阻抗产生不一样的频率。因此,当然无法通过 CEX 或任何其他相位同步功能对多个变频电源进行同步。

    请注意,CEX 的好处并不只限于使用定频交流电源的工艺。Pinnacle® Plus+ 脉冲直流电源,以及 Pulsar®Sparc-le® V 直流脉冲附件具有能够同步多个脉冲直流电源输出的 CEX 功能。这为脉冲直流电源配置带来了上述交流电源配置同样的等离子体约束和降低串扰的好处。某些AE 射频电源 也具有 CEX 功能。
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  13. 我的电源具有 CEX 功能。需要怎样正确的安装呢?
    答案:如下图所示:CEX 安装需要将一个设备的 CEX/Drive Out 端口简单连接至另一个设备的 CEX/Drive In 端口。请注意,还需要将 CEX 终端插头插入最后一个设备的 CEX/Drive Out 连接器中。

    以下图示展示了在 CEX 配置中被正确相连的多个 PEII 电源的背板。请参考您的电源用户手册了解更多信息,或联系我们,我们很高兴回答有关您个人系统的 CEX 安装问题。请参看我们的 Enhanced Plasma Containment for Inline Sputtering Systems 应用说明,了解有关 CEX 好处和安装的更多信息。

    图1:有关相连的 PEII 电源的 CEX 正确安装方法
    图:有关相连的 PEII 电源的 CEX 正确安装方法
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  14. 我的电源无法达到设定值。这是为什么,我该如何解决
    答 案:在一个整合系统中,低于设定值的电源供电会引起警报。但是在一个实验室环境中,它实际导致了沉积薄膜变薄。至于您所遇到的电源供电问题,原因有以下几 种可能性。首先,您的电源可能只因为阻抗失配引起的电压或电流限制而无法提供您所需的电源。您可以重新选择一个更适合您需求的电源来解决这一问题。为了使 出现这个问题的概率降至最低,AE 电源具有非常广泛的阻抗范围,其中一些具有特殊的阻抗配置,以满足您的特殊需求,如 Pinnacle® Plus 直流/脉冲直流电源提供高阻抗到低阻抗配置。

    另 一个可能性就是您的打弧率太高。为了消除打弧,可以短时间内关闭电源,然后重新启动。通常重启后,电源输出会回到设定值。但是,如果打弧太多,电源可能会 被频繁关系,因此实际输出的电源量达不到设定值。这时,您就需要检查您的打弧参数,并确保它们的设定值适合您的工艺。您还需检查您的工艺参数,并联系我们 寻求更多帮助。
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