專利名稱：一種柔性襯底上沉積半導(dǎo)體薄膜的方法
一種柔性襯底上沉積半導(dǎo)體薄膜的方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于制造半導(dǎo)體薄膜用裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種一種柔性襯底上沉積半導(dǎo)體薄膜的方法。
背景技術(shù)：
CdS 薄膜，ZnS 薄膜，CdTe 薄膜，In2S3 薄膜，Cu InS2 薄膜，CuInSe2 薄膜，Cu2S 薄膜等薄膜廣泛應(yīng)用于薄膜太陽電池等半導(dǎo)體器件。如CdTe薄膜，CuInS2薄膜，CuInSe2薄膜，Cu2S薄膜可作為太陽電池的吸收層，其作用可吸收光子轉(zhuǎn)化為光生載流子；而CdS薄膜，ZnS薄膜，In2S3薄膜可作為太陽電池的η型層或緩沖層。制備這些薄膜多采用的方法有真空蒸發(fā)法，濺射法，分子束外延，化學(xué)浴等。前三種方法一般要求高溫高壓，因此設(shè)備昂貴，工藝路線復(fù)雜，用于大規(guī)模生產(chǎn)制備的產(chǎn)品成本很高，而如果采用柔性材料為襯底， 實(shí)現(xiàn)大規(guī)模卷卷生產(chǎn)對(duì)此類設(shè)備的要求更高，實(shí)現(xiàn)更加困難。而化學(xué)浴可以很好的解決設(shè)備成本過高這一問題，因?yàn)樗梢栽诔?、低溫下?shí)現(xiàn)薄膜的沉積。
現(xiàn)有的化學(xué)浴制備半導(dǎo)體薄膜裝置多用于玻璃等剛性襯底，無法實(shí)現(xiàn)成卷的柔性襯底上半導(dǎo)體薄膜的沉積。而對(duì)于在柔性襯底上制備半導(dǎo)體薄膜的裝置多為卷對(duì)卷設(shè)計(jì)， 設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，反應(yīng)溶液利用不充分，在運(yùn)動(dòng)的襯底上沉積薄膜均勻性差，規(guī)模化在柔性襯底上沉積半導(dǎo)體薄膜的成本非常高。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種柔性襯底上沉積半導(dǎo)體薄膜的方法，該方法簡(jiǎn)單，充分利用反應(yīng)溶液，在運(yùn)動(dòng)的襯底上沉積薄膜均勻性好，具有實(shí)現(xiàn)規(guī)?；统杀驹谌嵝砸r底上沉積半導(dǎo)體薄膜的特點(diǎn)。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種柔性襯底上沉積半導(dǎo)體薄膜的方法，其特征在于包括以下制備過程
①制備反應(yīng)槽
將聚丙烯塑料澆注在不銹鋼板上，根據(jù)尺寸要求，分別裁制出兩塊長方形板作為反應(yīng)槽底板和反應(yīng)槽上蓋，四塊與反應(yīng)槽底板尺寸對(duì)應(yīng)的側(cè)面板；在反應(yīng)槽底板的聚丙烯塑料面靠近長度方向的一端兩側(cè)各鉆出一孔，分別安裝一個(gè)帶有電機(jī)的卷軸和一個(gè)不帶有電機(jī)的卷軸；在反應(yīng)槽底板靠近長度方向的兩端各鉆出孔距相同的一排孔，孔中安裝固定軸，所述兩端對(duì)應(yīng)的孔中心連成線后與反應(yīng)槽底板的一側(cè)面之間有夾角；將四塊側(cè)面板固裝于反應(yīng)槽底板周圍，形成一箱體；
②將柔性襯底套裝于①中不帶有電機(jī)的卷軸上，柔性襯底的最外端部沿著反應(yīng)槽底板兩端并相鄰的固定軸繞成端面為蛇形狀后，柔性襯底的端頭膠粘于與電機(jī)同軸的卷軸套上；
③在①中的箱體中倒入反應(yīng)溶液，柔性襯底全部浸于反應(yīng)溶液中，蓋上反應(yīng)槽上蓋，啟動(dòng)電機(jī)，柔性襯底在反應(yīng)溶液中從不帶有電機(jī)的卷軸上移動(dòng)到帶有電機(jī)的卷軸上，排出反應(yīng)溶液，在柔性襯底上沉積半導(dǎo)體薄膜。
而且，所述柔性襯底為卷狀的不銹鋼、銅箔、鋁箔或聚酰亞胺一種。
而且，所述反應(yīng)溶液為(CH3C00) 2Cd，SC (NH2) 2，CH3C00NH4按質(zhì)量比例為 1 10 3混合，氨水調(diào)整混合溶液PH值范圍在9 11。
而且，所述四塊側(cè)面板密封固裝在反應(yīng)槽底板上，一個(gè)長度方向的側(cè)面板上用合頁安裝反應(yīng)槽上蓋制成反應(yīng)槽。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果為
1、本發(fā)明在反應(yīng)槽底部設(shè)置了能夠?qū)⑷嵝砸r底繞成端面為蛇形狀的固定軸，由電機(jī)帶動(dòng)卷軸，將柔性襯底在反應(yīng)溶液中經(jīng)過蛇狀移動(dòng)從一個(gè)卷軸轉(zhuǎn)到另一個(gè)轉(zhuǎn)軸，充分利用反應(yīng)槽空間，使得盡量長距離的襯底放置在反應(yīng)槽中，有效的增加了襯底的沉積面積，反應(yīng)溶液得到了充分利用，使得柔性襯底在反應(yīng)溶液中充分沉積形成均勻性良好半導(dǎo)體薄膜，并且裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低、具有大規(guī)模生產(chǎn)的特點(diǎn)。
2、本發(fā)明中化學(xué)浴法為在常壓(1個(gè)大氣壓)、低溫(溫度范圍在室溫到100°C之間)的下制備半導(dǎo)體薄膜，不外加電場(chǎng)或者其他能量，即可在柔性襯底上沉積薄膜，進(jìn)一步降低了成本，并且大面積成膜的均勻性很好。實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；统杀驹谌嵝砸r底上沉積半導(dǎo)體薄膜。


圖1為本發(fā)明一種柔性襯底上沉積半導(dǎo)體薄膜的方法制成裝置的俯視示意圖。
其中，1-帶有電機(jī)的卷軸，2-反應(yīng)槽，3-柔性襯底，4-反應(yīng)槽底板，5-固定軸， 6-卷軸。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖并通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
實(shí)施例參照附圖1。將聚丙烯塑料澆注在不銹鋼板上，作為制備反應(yīng)槽2的材料， 根據(jù)尺寸要求，分別裁制出一塊長方形板作為反應(yīng)槽底板4，和與反應(yīng)槽底板尺寸對(duì)應(yīng)的四塊側(cè)面板和反應(yīng)槽上蓋；在反應(yīng)槽底板的聚丙烯塑料面靠近長度方向的一端兩側(cè)各鉆出一孔，用于安裝帶有電機(jī)的卷軸1和不帶有電機(jī)的卷軸6 ；在反應(yīng)槽底板靠近長度方向的兩端各鉆出孔距相同的一排孔，用于安裝支撐柔性襯底用的固定軸5，所述兩端對(duì)應(yīng)的孔中心連成線后與反應(yīng)槽底板的一側(cè)面之間有夾角。
用聚丙烯塑料制成長度大于柔性襯底寬度的光滑的固定軸，將固定軸焊于安裝固定軸的孔中；聚丙烯塑料制成光滑的卷軸焊于安裝卷軸的孔中，其中帶有電機(jī)的卷軸套有能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的卷軸套后，卷軸套固定在電機(jī)上；將卷狀的不銹鋼、銅箔、鋁箔或聚酰亞胺一種的柔性襯底3套在不帶有電機(jī)的卷軸上，柔性襯底的端頭沿著反應(yīng)槽底板上下并相鄰的固定軸繞成端面為蛇形狀后，柔性襯底的端頭膠粘于與電機(jī)同軸的卷軸套上。
將四塊側(cè)面板密封固裝在反應(yīng)槽底板上，一個(gè)長度方向的側(cè)面板上用合頁安裝反應(yīng)槽上蓋制成反應(yīng)槽。
反應(yīng)溶液(CH3C00)2Cd，SC(NH2)2，CH3C00NH4按質(zhì)量比例為 1 10 3 混合，氨水調(diào)整混合溶液PH值范圍在9 11，在1個(gè)大氣壓下的常壓、低溫(溫度范圍在室溫到 100°C之間)下，將反應(yīng)溶液倒入反應(yīng)槽，使柔性襯底浸于反應(yīng)溶液中，啟動(dòng)電機(jī)，柔性襯底在反應(yīng)溶液中沿著固定路線移動(dòng)，無需外加電場(chǎng)或者其他能量，即可在柔性襯底上沉積半導(dǎo)體薄膜，反應(yīng)后，排出反應(yīng)溶液，取出襯底。
工作原理
本發(fā)明將成卷的柔性襯底套入無電機(jī)的卷軸上，柔性襯底的端頭沿著反應(yīng)槽底板上下并相鄰的固定軸繞成端面為蛇形狀后，柔性襯底的端頭膠粘于與電機(jī)同軸的卷軸套上。添加配好的反應(yīng)溶液，啟動(dòng)電機(jī)，帶動(dòng)柔性襯底沿固定軸進(jìn)行蛇形移動(dòng)，整卷的柔性襯底由無電機(jī)的卷軸繞到與電機(jī)同軸的卷軸套上，在柔性襯底上沉積半導(dǎo)體薄膜。排出反應(yīng)溶液，取出襯底，實(shí)現(xiàn)規(guī)模化低成本在柔性襯底上沉積半導(dǎo)體薄膜
權(quán)利要求
1.一種柔性襯底上沉積半導(dǎo)體薄膜的方法，其特征在于包括以下制備過程①制備反應(yīng)槽將聚丙烯塑料澆注在不銹鋼板上，根據(jù)尺寸要求，分別裁制出兩塊長方形板作為反應(yīng)槽底板和反應(yīng)槽上蓋，四塊與反應(yīng)槽底板尺寸對(duì)應(yīng)的側(cè)面板；在反應(yīng)槽底板的聚丙烯塑料面靠近長度方向的一端兩側(cè)各鉆出一孔，分別安裝一個(gè)帶有電機(jī)的卷軸和一個(gè)不帶有電機(jī)的卷軸；在反應(yīng)槽底板靠近長度方向的兩端各鉆出孔距相同的一排孔，孔中安裝固定軸，所述兩端對(duì)應(yīng)的孔中心連成線后與反應(yīng)槽底板的一側(cè)面之間有夾角；將四塊側(cè)面板固裝于反應(yīng)槽底板周圍，形成一箱體；②將柔性襯底套裝于①中不帶有電機(jī)的卷軸上，柔性襯底的最外端部沿著反應(yīng)槽底板兩端并相鄰的固定軸繞成端面為蛇形狀后，柔性襯底的端頭膠粘于與電機(jī)同軸的卷軸套上；③在①中的箱體中倒入反應(yīng)溶液，柔性襯底全部浸于反應(yīng)溶液中，蓋上反應(yīng)槽上蓋，啟動(dòng)電機(jī)，柔性襯底在反應(yīng)溶液中從不帶有電機(jī)的卷軸上移動(dòng)到帶有電機(jī)的卷軸上，排出反應(yīng)溶液，在柔性襯底上沉積半導(dǎo)體薄膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性襯底上沉積半導(dǎo)體薄膜的方法，其特征在于所述柔性襯底為卷狀的不銹鋼、銅箔、鋁箔或聚酰亞胺一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性襯底上沉積半導(dǎo)體薄膜的方法，其特征在于所述反應(yīng)溶液為(CH3C00)2Cd，SC(NH2)2，CH3C00NH4按質(zhì)量比例為1 10 3混合，氨水調(diào)整混合溶液PH值范圍在9 11。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性襯底上沉積半導(dǎo)體薄膜的方法，其特征在于所述四塊側(cè)面板密封固裝在反應(yīng)槽底板上，一個(gè)長度方向的側(cè)面板上用合頁安裝反應(yīng)槽上蓋制成反應(yīng)槽。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種柔性襯底上沉積半導(dǎo)體薄膜的方法，一種柔性襯底上沉積半導(dǎo)體薄膜的方法，制備過程為①制備反應(yīng)槽材料；②在反應(yīng)槽底板上安裝零部件；③將四塊側(cè)面板固裝于反應(yīng)槽底板周圍，形成一箱體；④安裝柔性襯底；⑤全部浸于反應(yīng)溶液中的柔性襯底從一卷軸移至另一卷軸，柔性襯底端面為蛇形狀。本發(fā)明將柔性襯底繞成端面為蛇形狀的固定軸，由電機(jī)帶動(dòng)卷軸，將柔性襯底在反應(yīng)溶液中經(jīng)過蛇狀移動(dòng)從一個(gè)卷軸轉(zhuǎn)到另一個(gè)轉(zhuǎn)軸，使得盡量長距離的襯底放置在反應(yīng)槽中，有效的增加了襯底的沉積面積，反應(yīng)溶液得到了充分利用，使得柔性襯底在反應(yīng)溶液中充分沉積形成均勻性良好半導(dǎo)體薄膜，并且裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低、具有大規(guī)模生產(chǎn)的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C23C18/00GK102477549SQ20101055207
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月25日
發(fā)明者喬在祥, 馮金輝, 劉興江, 李巍, 李微, 楊立, 趙彥民 申請(qǐng)人:中國電子科技集團(tuán)公司第十八研究所