TWI832292B - 簇式多孔隙金屬氧化物的製造方法 - Google Patents
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Abstract
一種簇式多孔隙金屬氧化物的製造方法，係運作於濺鍍裝置，包含下列步驟：提供濺鍍靶，其中該濺鍍靶表面具有波狀溝槽；將該濺鍍裝置中導入濺鍍氣體，用以產生濺鍍氣流；以及透過該波狀溝槽使濺鍍粒子產生不同自由度路徑，並經由該濺鍍氣流，飛濺至成膜對象物表面，形成簇式多孔隙金屬氧化物薄膜；其中該簇式多孔隙金屬氧化物薄膜光吸收波長係為2000奈米至300奈米。
Description
本發明是有關於一種簇式多孔隙金屬氧化物的製造方法，且特別是透過濺鍍裝置中的濺鍍氣體組成以及氣體流量，並使濺鍍靶表面形成不規則的波狀溝槽，用以產生黑化氧化物膜的簇式多孔隙金屬氧化物製造方法。
目前藉由半導體基板上按預定配置依序建構各種材料層來製造積體電路，當材料於半導體基板上之預定配置通常係藉由將材料沉積於整個基板表面上，隨後自基板之預定區域移除材料來完成，諸如藉由沉積遮罩層或後續之選擇性蝕刻製程。
因此，可透過選擇性形成或毯覆式沉積，使氧化物材料皆形成氧化物的均勻薄層，用以使用於包括半導體製造、各式熱電堆元件製造。
本發明提供一種簇式多孔隙金屬氧化物的製造方法，其目的在使用鋅以及氧化鋅所構成的黑化氧化物膜，透過不同金屬薄模有效利用於不同產業。
本發明的一種簇式多孔隙金屬氧化物的製造方法，係運作於一濺鍍裝置，包含下列步驟：提供一濺鍍靶，其中該濺鍍靶表面具有一波狀溝槽；將該濺鍍裝置中導入一濺鍍氣體，用以產生一濺鍍氣流；以及透過該波狀溝槽使一濺鍍粒子產生不同自由度路徑，並經由該濺鍍氣流，飛濺至一成膜對象物表面，形成一簇式多孔隙金屬氧化物薄膜；其中該簇式多孔隙金屬氧化物薄膜光吸收波長係為300奈米至2000奈米。
在本發明之一實施例中，上述之濺鍍裝置具有一真空槽、導入該濺鍍氣體之濺鍍氣體導入結構、以及將該真空槽真空排氣之真空排氣結構。
在本發明之一實施例中，上述之濺鍍裝置可為但不限於一高功率脈衝磁控濺鍍機、或一直流磁控濺鍍機、或一射頻磁控濺鍍機。
在本發明之一實施例中，上述之濺鍍靶為一金屬燒結體靶材。
在本發明之一實施例中，上述之金屬燒結體靶材為Zn、Sn、W、Ti、Ni、以及Cu其中之一或其任意之組合而成。
在本發明之一實施例中，上述之波狀溝槽以環狀形成於該濺鍍靶表面。
在本發明之一實施例中，上述之濺鍍氣體為氬氣與氧氣混合後之一混合氣體。
在本發明之一實施例中，上述之簇式多孔隙金屬氧化物薄膜厚度為0.1微米至10微米，該簇式多孔隙金屬氧化物薄膜之平均粗糙度為100奈米至500奈米。
在本發明之一實施例中，上述之簇式多孔隙金屬氧化物薄膜為鋅以及氧化鋅所構成。
在本發明之一實施例中，上述之簇式多孔隙金屬氧化物的製造方法更包括於該成膜對象物表面形成該簇式多孔隙金屬氧化物薄膜後，在0至300℃的溫度下進行一退火製程
本發明的效果在於，本簇式多孔隙金屬氧化物的製造方法是選用高功率脈衝磁控濺鍍，採用真空系統製備，適合科技業導入與量產，且使所產生的金屬薄膜具有多孔隙的奈米結構，形成一具有簇式多孔隙金屬薄膜，更有較高的粗糙度，濺鍍黑化氧化物薄膜具有高吸收、低反射和低穿透的特性，有著更加的產業利用性。
S110~S130:步驟流程
210:濺鍍靶
211:波狀溝槽
220:濺鍍裝置
221:真空槽
222:濺鍍氣體導入結構
223:真空排氣結構
230:濺鍍氣體
240:濺鍍粒子
250:成膜對象物
圖1是根據本發明之一種簇式多孔隙金屬氧化物的製造方法的步驟流程圖。
圖2是根據本發明之一種簇式多孔隙金屬氧化物的製造方法的濺鍍靶示意圖。
圖3是根據本發明之一種簇式多孔隙金屬氧化物的製造方法的濺鍍裝置示意圖。
圖4是根據本發明之一種簇式多孔隙金屬氧化物的製造方法的多孔隙金屬薄膜SEM微觀結構示意圖。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
圖1是根據本發明之一種簇式多孔隙金屬氧化物的製造方法的方塊圖。在圖1中，一種簇式多孔隙金屬氧化物的製造方法，係運作於一濺鍍裝置，包含下列步驟：步驟S110：提供一濺鍍靶，其中該濺鍍靶表面具有一波狀溝槽，該波狀溝槽可為熱壓燒結濺鍍靶時形成或可為由濺鍍裝置轟擊濺鍍靶形成；步驟S120：將該濺鍍裝置中導入一濺鍍氣體，用以產生一濺鍍氣流；步驟S130：透過該波狀溝槽使一濺鍍粒子產生不同自由度路徑，並經由該濺鍍氣流，飛濺至一成膜對象物表面，形成一簇式多孔隙金屬氧化物薄膜。
於本實施例中，該簇式多孔隙金屬氧化物薄膜光吸收波長係為300奈米(nm)至2000奈米(nm)。
於本實施例中，該濺鍍裝置具有一真空槽、導入該濺鍍氣體之濺鍍氣體導入結構、以及將該真空槽真空排氣之真空排氣結構。
於本實施例中，該濺鍍裝置可為但不限於一高功率脈衝磁控濺鍍機(High Power Impulse magnetron sputtering)、或一直流磁控濺鍍機(DC magnetron sputtering)、或一射頻磁控濺鍍機(RF magnetron sputter)。
於本實施例中，該濺鍍靶為一金屬燒結體靶材。
其中，該金屬燒結體靶材為Zn、Sn、W、Ti、Ni、以及Cu其中之一或其任意之組合而成。
其中，該金屬燒結體靶材具有前述組合對應之各結晶相。
於本實施例中，該波狀溝槽以環狀形成於該濺鍍靶表面。
於本實施例中，該濺鍍氣體為氬氣與氧氣混合後之一混合氣體。
其中，該混合氣體具有微量氧氣。
其中，該氬氣與氧氣比為30：0至30：1。
其中，透過該濺鍍裝置以0至1每分鐘標準毫升(SCCM，Standard Cubic Centimeter per Minute)導入該濺鍍氣體。
其中，該濺鍍裝置的腔體工作壓力為5至20托(torr)。
於本實施例中，該簇式多孔隙金屬氧化物薄膜厚度為0.1微米(μm)至10微米(μm)，該簇式多孔隙金屬氧化物薄膜之平均粗糙度為100奈米至500奈米。
於本實施例中，該簇式多孔隙金屬氧化物薄膜為鋅以及氧化鋅所構成。
於本實施例中，更包括於該成膜對象物表面形成該簇式多孔隙金屬氧化物薄膜後，在25℃至300℃的溫度下進行一退火製程。
圖2是根據本發明之一種簇式多孔隙金屬氧化物的製造方法的濺鍍靶示意圖。在圖2中，該濺鍍靶210表面具有一波狀溝槽211以環狀形成於該濺鍍靶210表面。
於本實施例中，透過該波狀溝槽211使該濺鍍裝置中的濺鍍粒子產生不同自由度路徑，用以飛濺至成膜對象物表面。
圖3是根據本發明之一種簇式多孔隙金屬氧化物的製造方法的濺鍍裝置示意圖。在圖3中，該濺鍍裝置220具有一真空槽221、導入該濺鍍氣體230之濺鍍氣體導入結構222、以及將該真空槽221真空排氣之真空排氣結構223，透過該濺鍍氣體導入結構222將該濺鍍氣體230導入該真空槽221中，並使濺鍍粒子240經由該濺鍍靶210表面具有該波狀溝槽211以不同自由度路徑飛濺至一成膜對象物250表面，形成一簇式多孔隙金屬氧化物薄膜。
於本實施例中，該濺鍍氣體為氬氣與氧氣混合後之一混合氣體。
其中，該混合氣體具有微量氧氣。
其中，該氬氣與氧氣比為30：0至30：1。
其中，透過該濺鍍裝置以0至1每分鐘標準毫升(SCCM，Standard Cubic Centimeter per Minute)導入該濺鍍氣體。
其中，該濺鍍裝置的腔體工作壓力為5至20托(torr)。
於本實施例中，該簇式多孔隙金屬氧化物薄膜厚度為0.1微米(μm)至10微米(μm)。
於本實施例中，該簇式多孔隙金屬氧化物薄膜為鋅以及氧化鋅所構成。
圖4是根據本發明之一種簇式多孔隙金屬氧化物的製造方法的多孔隙金屬薄膜SEM微觀結構示意圖。
綜上所述，本簇式多孔隙金屬氧化物的製造方法是選用高功率脈衝磁控濺鍍，採用真空系統製備，適合科技業導入與量產，且使所產生的金屬薄膜具有多孔隙的奈米結構，形成一具有簇式多孔隙金屬薄膜，更有較高的粗糙度，濺鍍黑化氧化物薄膜具有高吸收、低反射和低穿透的特性，有著更加的產業利用性。
雖然本發明以前述實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，所作更動與潤飾之等效替換，仍為本發明之專利保護範圍內。
S110~S130 步驟流程
Claims (8)
- 一種簇式多孔隙金屬氧化物的製造方法，係運作於一濺鍍裝置，包含下列步驟：提供一濺鍍靶，其中該濺鍍靶表面具有一波狀溝槽；將該濺鍍裝置中導入一濺鍍氣體，用以產生一濺鍍氣流；以及透過該波狀溝槽使一濺鍍粒子產生不同自由度路徑，並經由該濺鍍氣流，飛濺至一成膜對象物表面，形成一簇式多孔隙金屬氧化物薄膜；其中該簇式多孔隙金屬氧化物薄膜光吸收波長係為300奈米至2000奈米；其中該濺鍍靶為由W金屬組成的一金屬燒結體靶材。
- 如申請專利範圍第1項所述的簇式多孔隙金屬氧化物的製造方法，其中該濺鍍裝置具有一真空槽、導入該濺鍍氣體之濺鍍氣體導入結構、以及將該真空槽真空排氣之真空排氣結構。
- 如申請專利範圍第1項所述的簇式多孔隙金屬氧化物的製造方法，其中該濺鍍裝置可為一高功率脈衝磁控濺鍍機、或一直流磁控濺鍍機、或一射頻磁控濺鍍機。
- 如申請專利範圍第1項所述的簇式多孔隙金屬氧化物的製造方法，其中該波狀溝槽以環狀形成於該濺鍍靶表面。
- 如申請專利範圍第1項所述的簇式多孔隙金屬氧化物的製造方法，其中該濺鍍氣體為氬氣與氧氣混合後之一混合氣體。
- 如申請專利範圍第1項所述的簇式多孔隙金屬氧化物的製造方法，其中該簇式多孔隙金屬氧化物薄膜厚度為0.1微米至10微米，其中該簇式多孔隙金屬氧化物薄膜之平均粗糙度為100奈米至500奈米。
- 如申請專利範圍第1項所述的簇式多孔隙金屬氧化物的製造方法，其中該簇式多孔隙金屬氧化物薄膜為鋅以及氧化鋅所構成。
- 如申請專利範圍第1項所述的簇式多孔隙金屬氧化物的製造方法，更包括於該成膜對象物表面形成該簇式多孔隙金屬氧化物薄膜後，在25℃至300℃的溫度下進行一退火製程。
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