CN103643210A - 一种低成本低辐射率薄膜的制备方法 - Google Patents

一种低成本低辐射率薄膜的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低成本低辐射率薄膜的制备方法：交流溅射硅铝旋转靶，在玻璃基板上溅射Si3N4层；交流溅射掺铝氧化锌陶瓷，在Si3N4层上溅射AZO层；直流溅射银平面靶，在AZO层上溅射Ag层；直流溅射铜平面靶，在Ag层上溅射Cu层；交流溅射掺铝氧化锌陶瓷旋转靶，在Cu层上溅射AZO层；直流溅射铜平面靶，在AZO层上溅射Cu层；交流溅射掺铝氧化锌陶瓷旋转靶，在Cu层上溅射AZO层；直流溅射银平面靶，在AZO层上溅射Ag层；直流溅射铜平面靶，在Ag层上溅射Cu层；交流溅射掺铝氧化锌陶瓷旋转靶，在Cu层上溅射AZO层；交流溅射硅铝旋转靶，在AZO层上溅射Si3N4层。本发明工艺简单，操作方便，生产成本相对较低。

Description

一种低成本低辐射率薄膜的制备方法
技术领域
本发明涉及一种低成本低辐射率薄膜的制备方法。
背景技术
低辐射玻璃是指对红外辐射具有高反射率，对可见光具有良好透射率的平板镀膜玻璃。低辐射玻璃具有良好的透光、保温、隔热性能，广泛应用于窗户、炉门、冷藏柜门等地方。
目前市场上较常见的低辐射玻璃有单银低辐射玻璃、双银低辐射玻璃、热控低辐射玻璃及钛基低辐射玻璃等。现有的这四种低辐射玻璃在380～780纳米的可见光波长范围内透射率不够高，仅为50％左右；在红外辐射波长范围内透射率较高，尤其是在900～1100纳米的波长范围内透射率为10～20％之间。故此，现有的透明玻璃基材有待于进步完善。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种工艺简单，操作方便，生产成本相对较低的低成本低辐射率薄膜的制备方法。
为了达到上述目的，本发明采用以下方案：
一种低成本低辐射率薄膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
A、采用氮气作为反应气体，氩气作为保护气体，交流电源溅射硅铝旋转靶，在玻璃基板上磁控溅射Si3N4层；
B、采用氩气作为反应气体，交流电源溅射掺铝氧化锌陶瓷，在步骤A中Si3N4层上磁控溅射AZO层；
C、采用氩气作为反应气体，直流电源溅射银平面靶，在步骤B中的AZO层上磁控溅射Ag层；
D、采用氩气作为反应气体，直流电源溅射铜平面靶，在步骤C中Ag层上磁控溅射Cu层；
E、采用氩气作为反应气体，交流电源溅射掺铝氧化锌陶瓷旋转靶，在步骤D中的Cu层上磁控溅射AZO层；
F、采用氩气作为反应气体，直流电源溅射铜平面靶，在步骤E中的AZO层上磁控溅射Cu层；
G、采用氩气作为反应气体，交流电源溅射掺铝氧化锌陶瓷旋转靶，在步骤F中的Cu层上磁控溅射AZO层；
H、采用氩气作为反应气体，直流电源溅射银平面靶，在步骤G中的AZO层上磁控溅射Ag层；
I、采用氩气作为反应气体，直流电源溅射铜平面靶，在步骤H中的Ag层上磁控溅射Cu层；
J、采用氩气作为反应气体，交流电源溅射掺铝氧化锌陶瓷旋转靶，在步骤I中的Cu层上磁控溅射AZO层；
K、采用氮气作为反应气体，氩气作为保护气体，交流电源溅射硅铝旋转靶，在步骤J中的AZO层上磁控溅射Si3N4层。
如上所述的一种低成本低辐射率薄膜的制备方法，其特征在于步骤A中所述Si3N4层的厚度为20～25nm，所述硅铝旋转靶中Si:Al的摩尔比为92:8，所述氩气与氮气的体积比为5：6，交流电源的功率100～125KW，需用两个阴极溅射，每个阴极50～65KW。
如上所述的一种低成本低辐射率薄膜的制备方法，其特征在于步骤B中所述AZO层的厚度为20～25nm，氧化锌陶瓷靶中按重量百分比掺铝2%，交流电源的功率为20～25KW。
如上所述的一种低成本低辐射率薄膜的制备方法，其特征在于步骤C中所述Ag层的厚度为8～10nm，所述的直流电源的溅射功率4～5KW。
如上所述的一种低成本低辐射率薄膜的制备方法，其特征在于步骤D所述Cu层的厚度为10～20nm，氧化锌陶瓷旋转靶中按质量百分比掺铝2%，所述直流电源的溅射功率3～6KW。
如上所述的一种低成本低辐射率薄膜的制备方法，其特征在于步骤E中所述AZO层的厚度为50～65nm，氧化锌陶瓷旋转靶中按重量百分比掺铝2%，所述交流电源的溅射功率50～65KW。
如上所述的一种低成本低辐射率薄膜的制备方法，其特征在于步骤F中所述Cu层的厚度为10～20nm，直流电源溅射铜平面靶，所述直流电源的溅射功率为3～6KW。
如上所述的一种低成本低辐射率薄膜的制备方法，其特征在于步骤G中所述AZO层的厚度为50～65nm，氧化锌陶瓷旋转靶中按质量百分比掺铝2%，所述交流电源的溅射功率为20～25KW。
如上所述的一种低成本低辐射率薄膜的制备方法，其特征在于步骤H中所述Ag层的厚度为8～10nm；直流电源的溅射功率为4～5KW。
如上所述的一种低成本低辐射率薄膜的制备方法，其特征在于步骤I中所述Cu层的厚度为10～20nm；交流电源的溅射功率为3～6KW，步骤J中所述AZO层的厚度为20～25nm；氧化锌陶瓷旋转靶中按质量百分比掺铝2%，所述交流电源的溅射功率为20～25KW。
综上所述，本发明的有益效果：
本发明工艺方法简单，操作方便，生产成本相对较低。约为使用全银的70%，辐射率低，最低达到0.01以下，颜色中性。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步描述：
实施例1
一种低成本低辐射率薄膜的制备方法，包括以下步骤：
A、采用氮气作为反应气体，氩气作为保护气体，交流电源溅射硅铝旋转靶，在玻璃基板上磁控溅射Si3N4层；所述Si3N4层的厚度为20nm，所述硅铝旋转靶中Si:Al的摩尔比为92:8，所述氩气与氮气的体积比为5：6，即氩气与氮气，即氩气：氮气=500sccm:600sccm，交流电源的功率100KW，需用两个阴极溅射，每个阴极50KW。
B、采用氩气作为反应气体，氩气的体积流量为1000sccm，交流电源溅射掺铝氧化锌陶瓷，在步骤A中Si3N4层上磁控溅射AZO层；所述AZO层的厚度为20nm，氧化锌陶瓷靶中按重量百分比掺铝2%，交流电源的功率为20KW。
C、采用氩气作为反应气体，氩气的体积流量为1000sccm，直流电源溅射银平面靶，在步骤B中的AZO层上磁控溅射Ag层；所述Ag层的厚度为8nm，所述的直流电源的溅射功率4KW。
D、采用氩气作为反应气体，氩气的体积流量为1000sccm，直流电源溅射铜平面靶，在步骤C中Ag层上磁控溅射Cu层；所述Cu层的厚度为10nm，氧化锌陶瓷旋转靶中按质量百分比掺铝2%，所述直流电源的溅射功率3KW。
E、采用氩气作为反应气体，氩气的体积流量为1000sccm，交流电源溅射掺铝氧化锌陶瓷旋转靶，在步骤D中的Cu层上磁控溅射AZO层；所述AZO层的厚度为50nm，氧化锌陶瓷旋转靶中按重量百分比掺铝2%，所述交流电源的溅射功率50KW。
F、采用氩气作为反应气体，氩气的体积流量为1000sccm，直流电源溅射铜平面靶，在步骤E中的AZO层上磁控溅射Cu层；所述Cu层的厚度为10nm，直流电源溅射铜平面靶，所述直流电源的溅射功率为3KW。
G、采用氩气作为反应气体，氩气的体积流量为1000sccm，交流电源溅射掺铝氧化锌陶瓷旋转靶，在步骤F中的Cu层上磁控溅射AZO层；所述AZO层的厚度为50nm，氧化锌陶瓷旋转靶中按质量百分比掺铝2%，所述交流电源的溅射功率为20KW。
H、采用氩气作为反应气体，氩气的体积流量为1000sccm，直流电源溅射银平面靶，在步骤G中的AZO层上磁控溅射Ag层；所述Ag层的厚度为8nm；直流电源的溅射功率为4KW。
I、采用氩气作为反应气体，氩气的体积流量为1000sccm，直流电源溅射铜平面靶，在步骤H中的Ag层上磁控溅射Cu层。所述Cu层的厚度为10nm；交流电源的溅射功率为3KW
J、采用氩气作为反应气体，氩气的体积流量为1000sccm，交流电源溅射掺铝氧化锌陶瓷旋转靶，在步骤I中的Cu层上磁控溅射AZO层；所述AZO层的厚度为20nm；氧化锌陶瓷旋转靶中按质量百分比掺铝2%，所述交流电源的溅射功率为20KW。
K、采用氮气作为反应气体，氩气作为保护气体，交流电源溅射硅铝旋转靶，在步骤J中的AZO层上磁控溅射Si3N4层。所述Si3N4层的厚度为：20nm；氩气与氮气的体积比例为5：6，氩气与氮气，即氩气：氮气=500sccm:600sccm，交流电源的功率100KW，需用两个阴极溅射，每个阴极50KW。
实施例2
一种低成本低辐射率薄膜的制备方法，包括以下步骤：
A、采用氮气作为反应气体，氩气作为保护气体，交流电源溅射硅铝旋转靶，在玻璃基板上磁控溅射Si3N4层；所述Si3N4层的厚度为22nm，所述硅铝旋转靶中Si:Al的摩尔比为92:8，所述氩气与氮气的体积比为5：6，氩气与氮气，即氩气：氮气=500sccm:600sccm，交流电源的功率110KW，需用两个阴极溅射，每个阴极55KW。
B、采用氩气作为反应气体，氩气的体积流量为1000sccm，交流电源溅射掺铝氧化锌陶瓷，在步骤A中Si3N4层上磁控溅射AZO层；所述AZO层的厚度为23nm，氧化锌陶瓷靶中按重量百分比掺铝2%，交流电源的功率为22KW。
C、采用氩气作为反应气体，氩气的体积流量为1000sccm，直流电源溅射银平面靶，在步骤B中的AZO层上磁控溅射Ag层；所述Ag层的厚度为8～10nm，所述的直流电源的溅射功率4.5KW。
D、采用氩气作为反应气体，氩气的体积流量为1000sccm，直流电源溅射铜平面靶，在步骤C中Ag层上磁控溅射Cu层；所述Cu层的厚度为15nm，氧化锌陶瓷旋转靶中按质量百分比掺铝2%，所述直流电源的溅射功率4KW。
E、采用氩气作为反应气体，氩气的体积流量为1000sccm，交流电源溅射掺铝氧化锌陶瓷旋转靶，在步骤D中的Cu层上磁控溅射AZO层；所述AZO层的厚度为55nm，氧化锌陶瓷旋转靶中按重量百分比掺铝2%，所述交流电源的溅射功率60KW。
F、采用氩气作为反应气体，氩气的体积流量为1000sccm，直流电源溅射铜平面靶，在步骤E中的AZO层上磁控溅射Cu层；所述Cu层的厚度为15nm，直流电源溅射铜平面靶，所述直流电源的溅射功率为4KW。
G、采用氩气作为反应气体，氩气的体积流量为1000sccm，交流电源溅射掺铝氧化锌陶瓷旋转靶，在步骤F中的Cu层上磁控溅射AZO层；所述AZO层的厚度为55nm，氧化锌陶瓷旋转靶中按质量百分比掺铝2%，所述交流电源的溅射功率为23KW。
H、采用氩气作为反应气体，直流电源溅射银平面靶，在步骤G中的AZO层上磁控溅射Ag层；所述Ag层的厚度为9nm；直流电源的溅射功率为4.5KW。
I、采用氩气作为反应气体，氩气的体积流量为1000sccm，直流电源溅射铜平面靶，在步骤H中的Ag层上磁控溅射Cu层。所述Cu层的厚度为15nm；交流电源的溅射功率为4KW
J、采用氩气作为反应气体，氩气的体积流量为1000sccm，交流电源溅射掺铝氧化锌陶瓷旋转靶，在步骤I中的Cu层上磁控溅射AZO层；所述AZO层的厚度为23nm；氧化锌陶瓷旋转靶中按质量百分比掺铝2%，所述交流电源的溅射功率为23KW。
K、采用氮气作为反应气体，氩气作为保护气体，交流电源溅射硅铝旋转靶，在步骤J中的AZO层上磁控溅射Si3N4层。所述Si3N4层的厚度为：22nm；氩气与氮气的体积比例为5：6，氩气与氮气，即氩气：氮气=500sccm:600sccm，交流电源的功率110KW，需用两个阴极溅射，每个阴极55KW。
实施例3
一种低成本低辐射率薄膜的制备方法，包括以下步骤：
A、采用氮气作为反应气体，氩气作为保护气体，交流电源溅射硅铝旋转靶，在玻璃基板上磁控溅射Si3N4层；所述Si3N4层的厚度为25nm，所述硅铝旋转靶中Si:Al的摩尔比为92:8，所述氩气与氮气的体积比为5：6，氩气与氮气，即氩气：氮气=500sccm:600sccm，交流电源的功率125KW，需用两个阴极溅射，每个阴极62.5KW。
B、采用氩气作为反应气体，氩气的体积流量为1000sccm，交流电源溅射掺铝氧化锌陶瓷，在步骤A中Si3N4层上磁控溅射AZO层；所述AZO层的厚度为25nm，氧化锌陶瓷靶中按重量百分比掺铝2%，交流电源的功率为25KW。
C、采用氩气作为反应气体，氩气的体积流量为1000sccm，直流电源溅射银平面靶，在步骤B中的AZO层上磁控溅射Ag层；所述Ag层的厚度为10nm，所述的直流电源的溅射功率5KW。
D、采用氩气作为反应气体，氩气的体积流量为1000sccm，直流电源溅射铜平面靶，在步骤C中Ag层上磁控溅射Cu层；所述Cu层的厚度为20nm，氧化锌陶瓷旋转靶中按质量百分比掺铝2%，所述直流电源的溅射功率6KW。
E、采用氩气作为反应气体，氩气的体积流量为1000sccm，交流电源溅射掺铝氧化锌陶瓷旋转靶，在步骤D中的Cu层上磁控溅射AZO层；所述AZO层的厚度为65nm，氧化锌陶瓷旋转靶中按重量百分比掺铝2%，所述交流电源的溅射功率65KW。
F、采用氩气作为反应气体，氩气的体积流量为1000sccm，直流电源溅射铜平面靶，在步骤E中的AZO层上磁控溅射Cu层；所述Cu层的厚度为20nm，直流电源溅射铜平面靶，所述直流电源的溅射功率为6KW。
G、采用氩气作为反应气体，氩气的体积流量为1000sccm，交流电源溅射掺铝氧化锌陶瓷旋转靶，在步骤F中的Cu层上磁控溅射AZO层；所述AZO层的厚度为65nm，氧化锌陶瓷旋转靶中按质量百分比掺铝2%，所述交流电源的溅射功率为25KW。
H、采用氩气作为反应气体，氩气的体积流量为1000sccm，直流电源溅射银平面靶，在步骤G中的AZO层上磁控溅射Ag层；所述Ag层的厚度为10nm；直流电源的溅射功率为5KW。
I、采用氩气作为反应气体，氩气的体积流量为1000sccm，直流电源溅射铜平面靶，在步骤H中的Ag层上磁控溅射Cu层。所述Cu层的厚度为20nm；交流电源的溅射功率为6KW
J、采用氩气作为反应气体，氩气的体积流量为1000sccm，交流电源溅射掺铝氧化锌陶瓷旋转靶，在步骤I中的Cu层上磁控溅射AZO层；所述AZO层的厚度为25nm；氧化锌陶瓷旋转靶中按质量百分比掺铝2%，所述交流电源的溅射功率为25KW。
K、采用氮气作为反应气体，氩气作为保护气体，交流电源溅射硅铝旋转靶，在步骤J中的AZO层上磁控溅射Si3N4层。所述Si3N4层的厚度为：25nm；氩气与氮气的体积比例为5：6，氩气与氮气，即氩气：氮气=500sccm:600sccm，交流电源的功率125KW，需用两个阴极溅射，每个阴极62.5KW。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种低成本低辐射率薄膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
A、采用氮气作为反应气体，氩气作为保护气体，交流电源溅射硅铝旋转靶，在玻璃基板上磁控溅射Si3N4层；
B、采用氩气作为反应气体，交流电源溅射掺铝氧化锌陶瓷，在步骤A中Si3N4层上磁控溅射AZO层；
C、采用氩气作为反应气体，直流电源溅射银平面靶，在步骤B中的AZO层上磁控溅射Ag层；
D、采用氩气作为反应气体，直流电源溅射铜平面靶，在步骤C中Ag层上磁控溅射Cu层；
E、采用氩气作为反应气体，交流电源溅射掺铝氧化锌陶瓷旋转靶，在步骤D中的Cu层上磁控溅射AZO层；
F、采用氩气作为反应气体，直流电源溅射铜平面靶，在步骤E中的AZO层上磁控溅射Cu层；
G、采用氩气作为反应气体，交流电源溅射掺铝氧化锌陶瓷旋转靶，在步骤F中的Cu层上磁控溅射AZO层；
H、采用氩气作为反应气体，直流电源溅射银平面靶，在步骤G中的AZO层上磁控溅射Ag层；
I、采用氩气作为反应气体，直流电源溅射铜平面靶，在步骤H中的Ag层上磁控溅射Cu层；
J、采用氩气作为反应气体，交流电源溅射掺铝氧化锌陶瓷旋转靶，在步骤I中的Cu层上磁控溅射AZO层；
K、采用氮气作为反应气体，氩气作为保护气体，交流电源溅射硅铝旋转靶，在步骤J中的AZO层上磁控溅射Si3N4层。
2.根据权利要求1所述的一种低成本低辐射率薄膜的制备方法，其特征在于步骤A中所述Si3N4层的厚度为20～25nm，所述硅铝旋转靶中Si:Al的摩尔比为92:8，所述氩气与氮气的体积比为5：6，交流电源的功率100～125KW，需用两个阴极溅射，每个阴极50～65KW。
3.根据权利要求1所述的一种低成本低辐射率薄膜的制备方法，其特征在于步骤B中所述AZO层的厚度为20～25nm，氧化锌陶瓷靶中按重量百分比掺铝2%，交流电源的功率为20～25KW。
4.根据权利要求1所述的一种低成本低辐射率薄膜的制备方法，其特征在于步骤C中所述Ag层的厚度为8～10nm，所述的直流电源的溅射功率4～5KW。
5.根据权利要求1所述的一种低成本低辐射率薄膜的制备方法，其特征在于步骤D所述Cu层的厚度为10～20nm，氧化锌陶瓷旋转靶中按质量百分比掺铝2%，所述直流电源的溅射功率3～6KW。
6.根据权利要求1所述的一种低成本低辐射率薄膜的制备方法，其特征在于步骤E中所述AZO层的厚度为50～65nm，氧化锌陶瓷旋转靶中按重量百分比掺铝2%，所述交流电源的溅射功率50～65KW。
7.根据权利要求1所述的一种低成本低辐射率薄膜的制备方法，其特征在于步骤F中所述Cu层的厚度为10～20nm，直流电源溅射铜平面靶，所述直流电源的溅射功率为3～6KW。
8.根据权利要求1所述的一种低成本低辐射率薄膜的制备方法，其特征在于步骤G中所述AZO层的厚度为50～65nm，氧化锌陶瓷旋转靶中按质量百分比掺铝2%，所述交流电源的溅射功率为20～25KW。
9.根据权利要求1所述的一种低成本低辐射率薄膜的制备方法，其特征在于步骤H中所述Ag层的厚度为8～10nm；直流电源的溅射功率为4～5KW。
10.根据权利要求1所述的一种低成本低辐射率薄膜的制备方法，其特征在于步骤I中所述Cu层的厚度为10～20nm；交流电源的溅射功率为3～6KW，步骤J中所述AZO层的厚度为20～25nm；氧化锌陶瓷旋转靶中按质量百分比掺铝2%，所述交流电源的溅射功率为20～25KW；步骤K中所述Si3N4层的厚度为：20～25nm；氩气与氮气的体积比例为5：6，交流电源的功率100～125KW，需用两个阴极溅射，每个阴极50～65KW。
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