TW201437398A - 於溫度感測基板上之熱管理之系統及方法 - Google Patents

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Abstract

於可撓式聚亞醯胺基板上沉積一或複數層薄膜之沉積方法，該可撓式聚亞醯胺基板具有相對應之正表面和背表面，該沉積方法包含下列步驟：(a)加熱該可撓式聚亞醯胺基板，俾使正表面之溫度高於背表面之溫度；以及(b)於該可撓式聚亞醯胺基板之該正表面上沉積一或複數層薄膜。用以執行上述沉積方法之沉積室包含(a)一或複數個物理氣相沉積源，以將一或複數個金屬材料沉積於該基板之該正表面上；以及(b)一或複數個輻射區域邊界加熱器。

Description

於溫度感測基板上之熱管理之系統及方法
本發明係關於一種熱管理之系統及方法，特別係關於用於溫度感測基板上之熱管理之系統及方法。
光伏打元件亦稱太陽能電池(solar cell)，係將晶矽之吸光層所吸收之光子的能量轉換產生電流，結晶矽光伏打元件包含如厚矽晶圓(thick silicon wafers)，於無損害風險下，該些矽晶圓易碎且無法彎曲，因此該些矽晶圓必須形成於剛性基板上，如較大面積之玻璃基板。一般而言，具有高效率之結晶矽光伏打元件較為昂貴且笨重，除此之外，其具有不可撓曲性，致使無法應用於非平面之用途，抑或是具有彎曲程度之限制，再者，又因笨重之因素，致使無法應用於某些屋頂上。
相較於結晶矽光伏打元件，“薄膜”光伏打元件較為輕薄短小，且較不昂貴，除此之外，薄膜光伏打元件因能承受些許撓曲，較能應用於撓曲基板上，因而極力發展“薄膜光伏打元件”。因撓曲光伏打元件之良好特性以及撓曲程度，使撓曲光伏打元件更加廣泛應用於非平面。
參照第一圖，該圖係習知薄膜光伏打元件100之剖面圖，習知薄膜光伏打元件100包含一薄膜堆疊層102，其設置於一基板104上，薄膜堆疊層102包含一第一電接觸層106，如鉬層，其設置於基板104之正表面108上；一吸光層110，設置於第一電接觸層106上；以及一異質介面層112設置於吸光層110上；一第二電接觸層114，如導電氧化層，一般係設置於異質介面層112上；吸光層110及異質介面層(heterojunction partner layer)112共同形成P-N光伏打接合面(P-N photovoltaic junction)，其將吸光層110所吸收之入射光子的能量以轉換為電流。第一、二電接觸層106、114提供一電子介面(electrical interface)至光伏打接合面，吸光層之材料包含第六族元素之硒合金，如CIS (Copper-Indium-DiSelenide)或其合金，CIS合金包含CIGS(Copper-Indium-Gallium-DiSelenide)、AgCIGS(Silver-Copper-Indium-Gallium-DiSelenide)及CIGAS(Copper-Indium-Gallium-Aluminum-DiSelenide)等。將吸光層之硒元素取代為其他第六族元素，或加入其他第六族元素，如硫或鍗等元素，極具有發展之空間。異質介面層之材料包含硫化鎘、金屬氧化物或其合金等。光伏打元件100大都包含附加層，如緩衝層及/或應力釋放層，舉例而言，金屬層(如鉬層118)係設置於基板1004之背表面116上，用以消除應力以及分散靜電力。
光伏打元件包含複數個光伏打電池，以串聯及/或並聯方式連接以提供所需之電壓及/或電流。於習知技術中，複數個光伏打電池通常以單片整合成一基板，於元件設計過程中，單片整合得依照不同之用途，以量身訂製所需之輸出電壓及電流輸出速率。除此之外，單片整合更藉由縮減相鄰伏打電池間之間距，以及減少或消除連接至相鄰電池之不連續匯流排，以縮小元件之整體尺寸，並達到較舒適之美觀。
單片整合中，元件基板之表面(如第一圖中基板104之表面108)係為介電材質，可藉由切割器(scribe)將相鄰之光伏打電池分離，上述切割器可稱之為P1切割器。倘若基板之外表面為導電材質，或，P1切割器自介電表面貫穿至導電基板，則相鄰之光伏打電池可能發生短路之情形，因此，P1切割器顯然無助於功效。單片整合技術中，利用電池分離切割器已揭露於美國專利申請公開號2008/0314439，本文所述之相關技術皆引用此專利公開文件。
將介電材料塗佈於基板上，使導電撓曲基板(如金屬箔片)上形成一介電表面，然而，由於此塗佈過程中，難以控制介電材料無缺陷(如針孔)，更難以避免光伏打電池短路；再者，薄膜沉積於基板上之過程以及單片整合圖樣化過程中，塗佈介電材料易造成損害。
另一方面，單片整合得使用介電基板，惟極少部分之撓曲基板材質係為介電材料，其可於高溫中沉積薄膜層，於一例子中，撓曲介電基板材料可為可撓曲之玻璃，然而撓曲玻璃基板仍處於發展階段，尚未發展成熟，並且無法大量生產。另一例子中，撓曲介電基板材質可為聚亞醯胺，其應用較為廣泛，聚亞醯胺之官能基具有較高之耐熱性，於攝氏450度中仍保持原樣一段期間，如30分鐘或小於30分鐘。
參照第二圖，該圖係為習知CIGS沉積室200，以供在可撓曲聚亞醯胺基板202上形成CIGS吸光層，可撓曲聚亞醯胺基板包含一厚度230以及相對應之正、背表面218、228，基板202之正表面218上具有一電接觸層(未顯示於圖中)，上述電接觸層可類比於第一圖中之第一電接觸層106。應力釋放層(未顯示於圖中)得選擇性地形成於背表面228之上，上述應力釋放層類比於第一圖中之應力釋放層118。沉積室200包含複數個金屬蒸氣212、214、216，其個別沉積於基板202之正面210上。於此系統中，三個金屬沉積源204、206及208於基板202之正表面218上形成金屬元素，一般而言，上述金屬元素包含一或多個之銅、銦與鎵。硒岐管(Se manifold)220所產生之硒蒸氣222以沉積至基板202正面210。基板加熱器224，設置於基板202之背面226，將所產生之熱輻射提供至基板202之背表面228。沉積室之外殼以及真空幫泵用以維持沉積室200之真空度。於一特定適當熱力系統環境中，由沉積源204、206、208所噴發至基板202之正表面218上的銅、銦及鎵，會與硒蒸氣222於正表面218上共同形成CIGS層之前驅物或其整體。
沉積源204、206、208得提供些許熱能至正表面218上，再者，於基板202之正面210所形成之額外熱能(未顯示於圖中)用以增強初期沉積之穩定度，以及用以防止金屬元素冷凝和再蒸發。倘若產生上述額外的熱能，其亦用以加熱正表面218，無論如何，用以加熱背表面228之基板加熱器224，其所產生之所需熱能大多有利於CIGS沉積。由於沉積源204、206、208所提供之加熱程度不同，因此基板加熱器224需要不同設定值，以達到對應基板202所需之溫度。於習知技術中，CIS/CIGS沉積需高溫基板以及光伏打元件效率，其通常依據基板溫度，舉例而言，若基板溫度超過攝氏500度時，方可獲得高效率之CIS/CIGS光伏打元件。除此之外，已有研究指出於薄膜沉積中可提高硒熱能，例如：於CIGS共蒸氣過程中，藉由硒加熱器(furnace)或裂解器(cracker)以減小硒蒸氣團簇之尺寸(M.Kawanura et al.,“Cu(InGa)Se2 thin-film solar cells grown with cracked selenium”Journal of Crystal Growth,vol.311,January 15,2009,pp.753-756)。較堅硬之玻璃基板對高溫具有耐用性，撓曲性之聚亞醯胺基板用以降低所需之溫度，因而限制CIS/CIGS於聚亞醯胺基板之沉積；再者，聚亞醯胺基板易吸收水蒸氣，於CIS/CIGS製備過程中，得以加熱方式將被吸收之水蒸氣釋放出來。除非謹慎地確保聚亞醯胺基板於電接觸層沉積前已先完全除氣，否則 將會導致光伏打元件破裂及產生氣泡，其嚴重降低光伏打元件之效能及/或轉換率。
於一實施例中，一或多層薄膜沉積於可撓式聚亞醯胺基板之正、背表面之沉積方法，係包含下列步驟：(a)加熱該可撓式聚亞醯胺基板，致使正表面之溫度高於背表面之溫度；以及(b)將一或多層薄膜沉積於可撓式聚亞醯胺基板之正表面上。
於一實施例中，用以將材料沉積於基板之沉積室，其中基板包含寬且深之一第一表面，係包含(a)一或複數個物理氣相沉積源，將所產生之一或複數個金屬材料沉積於基板之第一外表面上；以及(b)一或複數個輻射區邊界加熱器。每一輻射區邊界加熱器包含一外部加熱表面，用以發射紅外線輻射，以及至少一外部加熱表面，其以小於90度之一角度自基板之第一表面配置，每一外部加熱表面與基板之部分第一表面為同一視線。
100‧‧‧習知薄膜光伏打元件
102‧‧‧薄膜堆疊層
104‧‧‧基板
108‧‧‧正表面
110‧‧‧吸光層
106‧‧‧第一電接觸層
112‧‧‧異質介面層
114‧‧‧第二電接觸層
116‧‧‧背表面
200‧‧‧習知CIGS沉積室
202‧‧‧可撓曲聚亞醯胺基板
230‧‧‧厚度
218‧‧‧正表面
218‧‧‧背表面
228‧‧‧背表面
118‧‧‧應力釋放層
212、214、216‧‧‧金屬蒸氣
210‧‧‧正面
204、206、208‧‧‧沉積源
218‧‧‧正表面
220‧‧‧硒岐管
222‧‧‧硒蒸氣
224‧‧‧加熱器
226‧‧‧背面
228‧‧‧背表面
200‧‧‧沉積室
300‧‧‧聚亞醯胺基板
302‧‧‧正金屬層
304‧‧‧正表面
306‧‧‧背金屬層
308‧‧‧背表面
310‧‧‧輻射
312、314‧‧‧部分
320‧‧‧箭頭
400‧‧‧聚亞醯胺基板
402‧‧‧正表面
404‧‧‧背表面
406‧‧‧正金屬層
408‧‧‧輻射
410‧‧‧部分
502‧‧‧可撓式聚亞醯胺基板
500‧‧‧沉積室
502‧‧‧基板
504‧‧‧長度
506‧‧‧高度
508‧‧‧外殼
510‧‧‧真空幫泵
512‧‧‧正表面
514、516、518‧‧‧沉積源
520‧‧‧正面
522、524、526‧‧‧金屬蒸氣
528‧‧‧硒岐管
530‧‧‧硒蒸氣
532‧‧‧輻射區邊界加熱器
536‧‧‧加熱表面
540‧‧‧角度
600‧‧‧光伏打元件
602‧‧‧第一電接觸層
604‧‧‧吸光層
606‧‧‧異質接合層
608‧‧‧第二電接觸層
610‧‧‧薄膜堆疊層
612‧‧‧氧化層
542‧‧‧背表面
702、704‧‧‧步驟
800‧‧‧CIGS沉積室
802‧‧‧區域邊界加熱器
804‧‧‧遮屏
806‧‧‧加熱表面
808‧‧‧角度
第一圖顯示習知光伏打元件之剖面圖。
第二圖顯示習知之CIGS沉積系統。
第三圖顯示聚亞醯胺基板之加熱方式。
第四圖顯示藉由提高基板背表面之熱輻射，以減少基板之加熱。
第五圖係根據本發明之一實施例顯示CIGS沉積室之加熱器，用以輻射加熱基板之正表面。
第六圖係根據本發明之一實施例顯示於第五圖之沉積室中所形成的CIGS吸光層之剖面圖。
第七圖係根據本發明之一實施例顯示於可撓式基板上沉積一或複數層薄膜之方法。
第八圖係根據本發明之另一實施例顯示CIGS沉積室包含分段式加熱器，用以輻射加熱基板之正表面。
藉由參考下列詳細敘述，將可以更快地瞭解上述觀點以及本發明之優點，並且藉由下面的描述以及附加圖式，可以更容易瞭解本發明之精神。其中：
現在將對本發明不同的實施方式進行說明。下列描述提供本發明特定的施行細節，俾使閱者徹底瞭解這些實施例之實行方式。然該領域之熟習技藝者須瞭解本發明亦可在不具備這些細節之條件下實行。此外，文中不會對一些已熟知之結構或功能或是作細節描述，以避免各種實施例間不必要相關描述之混淆，以下描述中使用之術語將以最廣義的合理方式解釋，即使其與本發明某特定實施例之細節描述一起使用。
如上所述之習知技術中，CIS/CIGS沉積於聚亞醯胺基板上之系統包含基板加熱器，用以輻射加熱基板之背表面，同時，CIS/CIGS亦沉積於正表面上。習知技術中，採用背表面加熱方式原因為二：(1)CIS/CIGS均於地加熱，以及(2)基板加熱器得設置於CIS/CIGS源之路徑外。
申請人所提之溫度模組之體積雖小，但卻不可忽視，一般CIS/CIGS沉積中，熱梯度遍及基板之整體，例如：倘若接觸層設置於正表面218上(如第二圖所示)，加熱基板202之背表面228側所需加熱，例如3-7℃，其所產生之熱梯度會穿越基板的厚度230，因此，於此條件下，正表面218相對於背表面228較能輕易地冷卻。習知玻璃基板或金屬基板不受正面-表面熱梯度之影響，後者較無熱梯度之問題，原因是：在無損基板情況下，基板加熱器得調整至基板背表面所需之溫度，用以提高CIS/CIGS反應速率。反觀聚亞醯胺或其他類似薄膜玻璃所製成的基板，由於基板加熱器無法調整至高於基板所限制之溫度，因此，高轉換率反應的CIS/CIGS所需的熱無法到達正表面。因此，為使5℃之熱梯度可穿越基板厚度，必須對基板正面加熱，以導致背面溫度低10℃，以達到正、表面具有相同之溫度。
文中所述之CIS/CIGS沉積中，熱梯度係來自於聚亞醯胺基板之絕緣性質、正面金屬層之熱反射，以及過程中之活性輻射加熱及真空腔室內冷卻。舉例而言，如第三圖所示，該圖係顯示聚亞醯胺基板300之剖面圖，聚亞醯胺基板300包含正金屬層302，設置於正表面304之上，以及背金屬層306，設置於背表面308之上。由於CIS/CIGS沉積係在真空中藉由輻射以進行CIS/CIGS初期沉積，其所需熱能係來自於基板300之轉換。
於一實施例中，輻射310穿透背金屬層306之表面322，以加熱背表面308，輻射310之部分312反射遠離背金屬層306，同時，輻射310之部 分314係穿透至背金屬層306以及部分會被基板300所吸收。儘管些許輻射熱係來自於熱源，由於基板300之熱傳導較低，因而基板300之熱傳導較為緩慢，藉由輻射熱遠離正金屬層302至較低溫的周圍，以致於基板300之背面316之溫度高於正面318之溫度。除此之外，未被基板300所吸收之輻射310之部分314，會由正金屬層302反射回基板300，如圖中箭頭320所示，其得再次加熱基板300。類似地，倘若背金屬層未呈現於系統中，則由背面側之加熱器所產生之輻射以及由正金屬層302所反射之輻射皆會加熱基板300。
據此，若CIS/CIGS沉積於背表面上時，對聚亞醯胺基板之正表面進行加熱，其效果優於加熱背表面之效果。於一實施例中，於CIS/CIGS沉積過程中，加熱正表面可能使熱輻射侷限於基板之正面，因此，無需習知技術中對整體基板進行加熱之情況下，即可提供CIS/CIGS反應所需之能量，藉由降低基板裂解以及避免基板過多的熱能，同時可增強CIS/CIGS反應，以提高元件可靠性和高轉換率。另外，於CIGS共蒸鍍過程中，無須硒化加熱器或裂解器，基板之正表面即可提供充足的熱能，利於達到硒化蒸發劑之小尺寸。
申請人另外亦發現，利用提升背表面熱輻射之發散，CIS/CIGS沉積於正表面過程中，加熱聚亞醯胺基板可進一步達到最小化。參照第四圖，該圖係顯示聚亞醯胺基板400正、背表面402、404之剖面圖。正金屬層406設置於正表面402之上，如鉬層406。假設輻射408得穿透正金屬層406以加熱基板400，輻射408之部分410係沿著熱傳導之方向，經正金屬層406流動至基板400內，值得注意的是，未避免輻射410再次回入基板400內，輻射410會從背表面404逸出，據此，有利於減少基板加熱。綜上所陳，過度加熱基板將造成許多不必要之效果，甚至有害的效果，因此應適當地減少基板之加熱。
參照第四圖，背金屬層反射來自基板之熱能，且正金屬層將熱能反射回基板中，因而阻擋熱輻射從基板逸出。省略塗佈背金屬，或，以紅外光透明覆蓋層取代背金屬之塗佈，以作為應力匹配層，將可移除熱輻射之阻擋。除此之外，以高放射性之材料作為透明覆蓋層412，有助於熱輻射遠離基板。於一實施例中，高放射性材料可選用介電材料，以降低光伏打電池不必要之短路風險。於一些實施例中，高放射性材料包含透光性之氧化物和氮化物，如Al2O3和SiOx，上述材料在較小吸收以及低傳導性下，可達到穿透紅外光以及高放射之功能。
參照第五圖，該圖係顯示CIGS沉積室中，CIGS沉積於可撓式聚亞醯胺基板502上。沉積室500具有一長度504、一高度506以及一寬度(未顯示於圖中)，長度504、高度506與寬度皆互相垂直。沉積室500包含一外殼508以及一真空幫泵510，其共同形成一真空腔室，用以維持外殼508內的真空度。基板之載台裝置(未顯示於圖中)可於沉積室500之外部或內部，如拉緊或鬆脫捲軸及基板載體之滾軸，基板502之正表面512以長度504形成於寬度方向。於一些實施例中，基板之載台裝置亦可移動基板502，使基板502以長度504之方向以穿過沉積室500。
沉積室500包含複數個物理氣相沉積源，用以沉積金屬材料，此實施例中，三個沉積源514、516及518顯示於第五圖中，沉積源用以提供如銅、銦和鎵以及其他可製造出半導體所需的元素。位於基板502之正面520的物理氣相沉積源514、516、518，係用以噴發金屬蒸氣522、524及526，其至少某些係製造半導體所需之元素。於一實施例中，物理氣相沉積源514、516及518個別噴射銅、銦及鎵，並形成於基板502之正表面512上。一般而言，硒岐管528係包含將所產生之硒蒸氣530提供至沉積室500中。
沉積室500更包含一或多個輻射區邊界加熱器532，文中所述之特定元件會以數字和括號加以區別，如加熱器532(1)；若無數字數字和括號者，即泛指相關之任意元件，如加熱器532。每一輻射區邊界加熱器532具有個別加熱表面536，用以發射紅外線輻射，以進行輻射加熱。加熱表面536與基板外表面512之至少一部份係為同一視線。於一些實施例中，加熱器532可為電輻射加熱器。輻射區邊界加熱器532(1)-532(4)係分開設置地，致使加熱表面536以長度504形成於寬度之方向，加熱表面具有至少部分正表面512之高觀測因子。本文所提之第一表面至第二表面觀測因子的比例為：從第一表面離開撞擊至第二表面之輻射/自第一表面離開之全部輻射。舉例而言，加熱表面536(1)至基板外表面512之觀測因子比例為：自表面523(1)離開且撞擊至基板表面512/離開加熱表面536(1)之全部輻射。輻射區邊界加熱器532(5)和532(6)分別設置於另外兩側，致使其各加熱表面536(5)及536(6)以一角度540遠離正表面512，其中角度540係小於90度，如45度。加熱器532(5)及532(6)之位置，其會導致個別加熱表面536(5)及536(6)具有較高之觀測因子，其高於加熱表面平行於外表面512所預期的觀測因子。具有較高觀測因子之加熱器放置於正表面512，能夠直 接輻射加熱正表面512，致使正表面512之溫度高於背表面542之溫度。物理氣相沉積源514、516、518所產生之熱能亦得直接加熱正表面512，使沉積源和區域邊界加熱器532共同提供銅、銦及鎵與硒反應之熱能，以利於正表面512反應形成CIGS。
所能預期地，額外的沉積室用以與沉積室500連接，每一額外沉積室中，一或複數個額外薄膜層沉積於基板502上，所沉積之薄膜層於基板502上共同形成薄膜堆疊層。於一實施例中，自沉積室500所產生之上升氣流得形成額外沉積室，在基板進入沉積室500前，得於基板正表面512上沉積一電接觸層。另一實施例中，自沉積室500所產生之下降氣流得形成額外沉積區，於沉積區500中CIGS層上沉積異質介面層，致使CIGS層和異質介面層共同形成P-N光伏接合面。除此之外，於一些實施例中，沉積室500於基板502上可選擇性地沉積複數個CIGS子層，如：美國專利第8021905號所揭露之技術。儘管沉積室500包含外殼508和真空幫泵510，於交替性的實施例中，沉積室500可與一或複數個沉積室共享一外體及/或一真空幫泵。
參照第六圖，該圖係顯示光伏打元件600之剖面圖，光伏打元件600包含由沉積室500所形成之CIGS層。光伏打元件600之CIGS並非侷限於由沉積室500所形成，光伏打元件600包含第一電接觸層602、CIGS吸光層604、異質接合層606以及第二電接觸層608，第一電接觸層係形成於基板正表面512之上，CIGS吸光層604係於沉積室500中所形成於第一電接觸層602上，異質介面層606形成於吸光層604上，第二電接觸層608形成於異質介面層606。第一電接觸層602、CIGS吸光層604、異質介面接合層606以及第二電接觸層608於正表面512上共同形成薄膜堆疊層610。光吸收層604和異質介面接合層606共同形成P-N接合面，其產生入射光之電子-電洞對。光伏打元件600進一步包含高發射氧化層612，其形成於基板背表面542上，當形成一或複數個薄膜堆疊層610，高發射氧化層612利於背表面之熱輻射。在未超出本發明之精神與範疇內，額外層(如緩衝層及/或應力釋放層)可選擇地添加至光伏打元件600。
在未脫離本發明之精神與範疇內，沉積室500除用以將CIGS沉積於基板502上，沉積室除用以調整CIS/CIGS外，亦用以調整CIS、CIS合金或甚至其他材質於受溫度限制之基板上所需之較高的沉積溫度。於一實施例中，沉積室500內之加熱器係直接對正表面512輻射加熱，應當理解者，沉積 室500可額外地進行改良，將加熱器設置於基板502背面544，對基板502之背表面542進行輻射加熱。倘若，加熱器得設置於背表面，則需要能對正表面512直接輻射加熱，以提供基板502上CIS/CIGS反應所需的熱能，如區域邊界加熱器532以及物理氣相沉積源514、516、518，以實現上述於加熱器位於正表面加熱之效果。於交替性的實施例中，沉積室500更包含基板冷卻槽(未顯示於圖中)，其設置於基板502之背面544，以增強自基板背表面542之熱輻射轉換，因而使正表面512具有較高之溫度，同時地可避免基板過熱。
參照第七圖，該圖係顯示一或複數層薄膜沉積於可撓聚亞醯胺基板之方法，上述基板包含正、背表面。步驟702係加熱基板之正表面，致使正表面之溫度高於背表面之溫度，於一實施例中，步驟702係利用區域邊界加熱器532以加熱正表面512，俾使正表面512之溫度高於被表面542之溫度(參照第五圖)。步驟704係將一或複數層薄膜沉積於正表面512之上。於一實施例中，於步驟704中，在高溫中，藉由沉積源514、516、518各自噴射出的銅、銦及鎵與硒岐管528所噴射之硒進行反應，於基板502之正表面512上形成CIGS層604(參照第五圖及第六圖。應當理解，得依照實施例所需之狀況，步驟702及步驟704得分開進行，亦得同時進行)。
參照第八圖，該圖係顯示另一實施例中，於CIGS沉積室800中將CIGS沉積於可撓式聚亞醯胺基板502，其方式與第五圖相似。第八圖之沉積室800可對應至第五圖之沉積室500，但某些區域邊界加熱器532由分段式區域邊界加熱器802所取代。分段式區域邊界加熱器802排列成一列，使其能加熱均勻且提高朝向基板502之觀測因子，因而提高熱能從加熱器802轉換至基板之效率，減少碰撞至區域長度504之可能性。於沉積室800中，遮屏804可選擇性地設置於相鄰加熱器802間以容納硒蒸氣530及/或其他沉積元素，遮屏804可選擇性地被製作，以供電子及/或光學通道，以提供非接觸式裝置，利於監控沉積室800之CIGS沉積過程。每一區域邊界加熱器802各自具有外部加熱器806，用以發射紅外光並輻射加熱，加熱器802所形成之位置，使每一加熱表面806與基板正表面512之至少部分係為同一視線。每一加熱器802之加熱表面806以某一角度808遠離正表面512，其個別加熱表面806之觀測因子高於加熱表面與正表面512平行所預測值之觀測因子。於一些實施例中所述之遮屏804、外部加熱表面806以及角度808如圖第八圖所示，以更加清楚本發明之內容。
上文所述之CIS/CIGS沉積系統及方法，亦應用於其他材料高溫沉積，如快速結晶之薄膜電晶體，可作為可撓式顯示器及/或可撓式電子裝置。再者，本文所述之沉積系統及方法並非侷限於聚亞醯胺基板或添加劑和填充物之高分子聚合物，亦可應用於具有低溫傳導之溫度感測基板，如膜、可撓式玻璃和具絕熱之金屬箔片，上述基板比起聚亞醯胺具有較高溫度限制，由上述之系統和方法得組合溫度和結構之完整偵測性。
特徵組合
在未脫離本發明範疇之情況下，上述特徵及以下的主張可由不同方式組合，可能的組合如以下所述：
(A1)：於可撓式聚亞醯胺基板上沉積一或複數層薄膜之方法，上述基板具有相對應之正表面和背表面，係包含下列步驟：(a)加熱可撓式聚亞醯胺基板，致使正表面之溫度高於背表面之溫度；以及(b)於可撓式聚亞醯胺基板之背正表面上沉積一或複數層薄膜。
(A2)：於(A1)中，加熱之步驟包含利用產生輻射熱元件，以對可撓式聚亞醯胺基板之正表面進行輻射加熱，上述用以產生輻射熱能之一或複數個元件之至少部分與可撓式聚亞醯胺基板之正表面為同一視線。
(A3)：於(A2)中，用以產生輻射熱之一或複數個元件包含電子輻射加熱器。
(A4)：(A1)至(A3)中所述之任一方法更包含於加熱和沉積步驟過程中，維持可撓式聚亞醯胺基板周圍之溫度。
(A5)：(A1)至(A4)中所述之任一方法，沉積步驟包含於可撓式聚亞醯胺之正表面上沉積一材料，其選自於由銅銦硒化合物以及銅銦硒化合物之合金等所組成之物質群中選擇的一種物質或其組合。
(A6)：(A1)至(A5)中所述之任一方法，沉積步驟包含硒至少與銅及/或銦反應。
(A7)：(A1)至(A6)中所述之任一方法，更包含於可撓式聚亞醯胺基板背表面上沉積一氧化層。
(B1)：一沉積室，以供一材料沉積於基板上，上述基板包含寬且深之第一外表面，包含下列：(a)物理氣相沉積源用以將一或複數個金屬材料沉積於基板之第一外表面上；以及(b)一或複數個輻射區域邊界加熱器。每一輻射 區域邊界加熱器包含一外部加熱表面，用以發射紅外輻射，以及至少一外部表面以某一角度遠離基板之第一外部表面，上述某一角度係小於90度。每一外部加熱表面與基板之第一外表面之至少部分為同一視線。
(B2)：於(B1)中所述之沉積區，至少一或複數個輻射區域邊界加熱器包含外部加熱表面，其具有一長度以及一寬度。
(B3)：於(B1)或(B2)中所述之沉積室，一或複數個輻射區域邊界加熱器包含電輻射加熱器。
(B4)：於(B1)至(B3)中所述之任一沉積室，更包含一外殼和一真空幫泵，用以維持沉積室內之真空度。
(B5)：於(B1)至(B4)中所述之任一沉積室，用以將至少一材料沉積於基板第一外表面上之一或複數個物理氣相沉積源，其係選自於由銅、鎵及銦等所組成之物群中選擇一種物質或其組合。
(B6)：於(B1)至(B5)中所述之任一沉積室，更進一步包含硒岐管，將硒蒸氣發散至沉積室內。
(B7)：於(B1)至(B6)中所述之任一沉積室，一或複數個物理蒸氣沉積源至少提供銅、鎵和銦至基板第一外表面上。
(B8)：於(B1)至(B7)中所述之任一沉積室，一或複數個輻射區域邊界加熱器包含複數個各自分開的輻射加熱器。
(B9)：於(B8)中所述之任一沉積室，複數個各自分開的輻射加熱器包含第一和第二輻射加熱器，沉積區更包含一遮屏，設置於第一和第二加熱器間，上述遮屏用以容納一或複數個沉積元素。
(B10)：於(B1)至(B8)中所述之任一沉積室，一或複數個輻射區域邊界加熱器可選用單一輻射加熱器。
若文中有一元件“A”耦合至元件“B”，元件A可能直接耦合至B，亦或是經元件C間接地耦合至B。若說明書載明一元件、特徵、結構、程序或特性A會導致一元件、特徵、結構、程序或特性B，其表示A至少為B之一部分原因，亦或是表示有其他元件、特徵、結構、程序或特性協助造成B。在說明書中所提到的“可能”一詞，其元件、特徵、程序或特性不受限於說明書中；說明書中所提到的數量不受限於“一”或“一個”等詞。
本文所述之「一實施例」或「一個實施例」意指被包含在至少一 實施例中的實施例所述之一特定特徵、結構和特性。因此，本文通篇中的各處之語句「在一實施例」或「在一個實施例」不一定意指相同實施例，但可能指向同一實施例。此外，從本文揭示的內容可知，在一或多實施例中，如習知該項技藝者所知，特定的特徵、結構或特性可以用任何適當方式結合。在未脫離本發明申請專利範圍較廣的情況下，說明書可以做各種修正，且上述詳細多名可作為支撐。本發明並不僅限定於特定形式、圖式以及如說明書揭露的詳細資訊。因此，說明書與圖式可作為一種描述說明，而非用以限制本發明。
本發明並未侷限在此處所描述之特定細節特徵。在本發明之精神與範疇下，與先前描述與圖式相關之許多不同的發明變更是可被允許的。因此，本發明將由下述之專利申請範圍來包含其所可能之修改變更，而非由上方描述來界定本發明之範疇。
500‧‧‧沉積室
502‧‧‧基板
504‧‧‧長度
506‧‧‧高度
508‧‧‧外殼
510‧‧‧真空幫泵
512‧‧‧正表面
514、516、518‧‧‧沉積源
520‧‧‧正面
522、524、526‧‧‧金屬蒸氣
528‧‧‧硒岐管
530‧‧‧硒蒸氣
532‧‧‧輻射區邊界加熱器
536‧‧‧加熱表面
540‧‧‧角度
542‧‧‧背表面

Claims (17)

  1. 一種於一可撓式聚亞醯胺基板上沉積一或複數層薄膜之方法，上述該基板具有相對應之一正表面以及一背表面，該方法包含下列步驟：加熱該可撓式聚亞醯胺基板，致使該可撓式聚亞醯胺基板之該正表面之溫度高於該背表面之溫度；以及於該可撓式聚亞醯胺基板之該正表面上沉積一或複數層薄膜。
  2. 如請求項1所述之方法，其中該加熱步驟包含：藉由一或複數個產生輻射熱之元件，對該可撓式聚亞醯胺基板之正表面進行輻射加熱，每一該一或複數個產生輻射熱之元件之至少部分與該可撓式聚亞醯胺基板之該正表面為同一視線。
  3. 如請求項2所述之方法，其中該一或複數個產生輻射熱之元件包含電輻射加熱器。
  4. 如請求項3所述之方法，該加熱步驟以及該沉積步驟更包含維持該可撓式聚亞醯胺基板周圍之真空。
  5. 如請求項4所述之方法，該沉積步驟包含將一材料沉積於該可撓式聚亞醯胺基板之該正表面上，其中該材料選自於銅銦硒化合物以及銅銦硒合金等所組合而成之物質群中選擇的一種物質或其組合。
  6. 如請求項5所述之方法，該沉積步驟包含硒至少與銅和銦反應。
  7. 如請求項6所述之方法，更包含於該可撓式聚亞醯胺基板之該背表面上沉積一氧化層。
  8. 一沉積室，以供一材料沉積於一基板上，該基板包含寬且深之一第一表面，該沉積室包含：一或複數個物理氣相蒸氣沉積源，以將一或複數個金屬材料沉積於該基板之該第一表面上；以及 一或複數個輻射區域邊界加熱器，每一輻射區域邊界加熱器包含一外部加熱表面，以發射紅外線輻射，其中至少一外部加熱表面以一角度自該第一外表面配置，該角度係小於90度，每一外部加熱表面與該基板之該第一外表面之至少部分為同一視線。
  9. 如請求項8所述之沉積室，至少一或複數個輻射區域邊界加熱器包含一外部加熱表面，具有一長度和一寬度。
  10. 如請求項8所述之沉積室，一或複數個輻射區域邊界加熱器包含一電輻射加熱器。
  11. 如請求項8所述之沉積室，更包含一外殼以及一真空幫泵，以維持該沉積室內之真空度。
  12. 如請求項8所述之沉積室，一或複數個物理氣相沉積源係將一材料沉積於該基板上之該第一表面上，該材料選自於銅銦硒化合物以及銅銦硒合金等所組合而成之物質群中選擇的一種物質或其組合。
  13. 如請求項12所述之沉積室，更包含一硒岐管，以發散硒蒸氣至該沉積室中。
  14. 如請求項13所述之沉積室，一或複數個物理氣相蒸氣沉積源以供至少銅、銦及鎵沉積於該基板之該第一外表面上。
  15. 如請求項8所述之沉積室，一或複數個輻射區域邊界加熱器包含複數個各自獨立的輻射加熱器。
  16. 如請求項15所述之沉積室，一或複數個各自獨立的輻射加熱器包含一第一輻射加熱器和一第二輻射加熱器，該沉積室更包含一遮屏，設置於該第一和第二輻射加熱器之間，該遮屏用以容納該沉積室內之一或複數個元件。
  17. 如請求項8所述之沉積室，一或複數個輻射區域邊界加熱器為一單一輻射加熱器。
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