热处理方法及其所制得的产物的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明是关于一种热处理方法，尤其是一种透过于前驱物上直接覆盖保护层，维持衬底上各处热处理条件的一致性及提升产品良率的热处理方法。
【背景技术】
[0002]热处理是一种普遍应用于各种领域中，用于生长、合成或改良材料的关键制程，其主要透过加热方式，使前驱物中的元素或化合物进行键结、扩散、结晶、再结晶、解离与挥发等各种物理或化学反应。藉由调整热处理过程的操作条件，例如升温梯度、持温时间、降温速率、环境气体种类、气压、气流及热流等参数，改变所得产物的物理化学性质。热处理制程中各操作条件是影响产物性质的重要因素，于大规模量化生产的商业应用上，其更是影响产品质量一致性或良率的关键性因素。
[0003]为探知适合所欲获得材料的热处理条件，往往需要大量且长时间的反复实验测试，而在后续商业上大规模量化生产时，更需要投入高成本的设备控制或维持所欲达的操作条件，以求制程产品质量稳定性与一致性。尤其是在广为使用热处理制程生产大尺寸衬底的应用领域中，例如太阳能面板领域，如何维持大尺寸衬底上各处热处理条件的一致性及提升产品良率是所述的领域中从业人士的首要目标。
[0004]在维持热处理条件一致性、增进产品良率及提高成本效益等前提下，各界提出不同的技术手段，例如美国专利公开US 2011/0088768 A1中针对目标产物，揭露其最佳的热处理温度。美国专利公开US 2010/0203668 A1中针对金属前驱物的热处理方式，提出最佳的制程温度曲线、压力与环境气体种类。中华民国新型专利TW M413213，透过设计新型退火炉，达到热处理时优化的气体流场分布。
[0005]然而，先前技术所采的手段均是由调整热处理参数为基础，其往往需搭配大幅度调整制程设备，本发明提出一种有别于先前技术的热处理参数调整手段，仅透过于前驱物上直接覆盖保护层，达到大尺寸产品量产所欲的高稳定性及高良率。
【发明内容】
[0006]为达前述目的，本发明的方法包含:(1)提供衬底；(2)将前驱物施加至所述的衬底表面上；(3)将保护层覆盖于经施加所述前驱物的衬底上，使其与所述前驱物直接接触；(4)将步骤(3)所得衬底的整体置于加热腔体中，进行热处理；及(5)移除所述保护层。本发明亦提供一种以所述热处理方法制得的产物，其可为砸化铜铟镓系列、砸化铜锌锡系列，或碲化镉系列的化合物。
[0007]上文已相当广泛地概述本发明的技术特征，从而使下文的本发明详细描述得以获得较佳了解。构成本发明的权利要求书的标的的其它技术特征将描述于下文。本发明所属技术领域的技术人员应了解，可相当容易地利用下文揭示的概念与特定实施例可作为修改或设计其它结构或制程而实现与本发明相同的目的。本发明所属技术领域的技术人员亦应了解，这类等效建构无法脱离后附的权利要求书所界定的本发明的精神和范围。
【附图说明】
[0008]图1为实施先前技术的热处理制程示意图。
[0009]图2为实施本发明的热处理方法示意图。
【具体实施方式】
[0010]本发明提供一种热处理方法，其包含:(1)提供衬底；(2)将前驱物施加至所述衬底表面上；(3)将保护层覆盖于经施加所述前驱物的衬底上，使其与所述前驱物直接接触；
(4)将步骤(3)所得衬底的整体置于加热腔体中，进行热处理；及(5)移除所述的保护层。所述的衬底的整体可以任意方式放置于加热腔体中，优选是以所述保护层面向加热腔体顶部的方式放置，更优选是以所述保护面与加热腔体顶部平行的方式放置。根据本发明的一实施态样，在施加前驱物前可额外施加金属层，例如钼金属层以增加衬底导电度。
[0011]根据本发明的一具体实施态样，本发明的方法可在前述步骤(4)的热处理后，移除所述保护层，获得形成于所述的衬底上的产物。根据本发明的另一具体实施态样，可视情况重复步骤(2)至(4)或步骤(2)至(5)，使形成于所述衬底上的产物进行多次热处理或进一步于已形成于所述衬底上的产物上施加相同或不同前驱物。
[0012]根据本发明的一具体实施态样，所述的前驱物包含一或多种具有选自于以下元素组成之群:Cu、In、Zn、Sn、Ga及Cd，及具有至少一种VIA族元素的元素(包括0、S、Se及Te等)前驱物。所述的一或多种元素前驱物可以以下方式施加于所述衬底上:以复数个含有单一元素的层的形式逐次施加、以复数个含有两种元素以上的层的形式逐次施加于所述衬底上、以含有多种元素的单一层形式施加于所述衬底上或其组合。所述的施加可以磁控直流溅镀法、磁控射频溅镀法、热蒸镀法、共蒸镀法、溅镀法、化学气相沉积法或涂布法进行。
[0013]根据本发明的一具体实施态样，本发明的热处理是在室温至1200°C的操作温度下进行，优选为在300°C至1100°C，更优选是在400°C至1000°C。本发明的热处理包含在前述温度下所进行的升温、持温、降温、退火、淬火或回火等习知技艺人士熟知的操作手段。本发明的热处理可在如氮气或惰性气体的非反应性气体下进行，亦可在低压进行。
[0014]根据本发明的一具体实施态样，所述保护层是具有耐高温且热传导性佳的特性，优选可为由碳元素构成的材料、石英玻璃或陶瓷材料。所述由碳元素构成的材料可包含(但不限于)，碳纤维、碳布、碳管、碳球、中空奈米碳球、奈米碳胶囊等。所述的石英玻璃可为熔融石英玻璃或合成石英玻璃等习知技艺人士熟知的种类。所述的陶瓷材料可为由Si02、A1203、B203、MgO、CaO、Li20、K20、Na20以及类似物等习知技艺人士熟知的种类。
[0015]根据本发明的一具体实施态样，本发明的热处理方法制得的产物可为砸化铜铟镓系列、砸化铜锌锡系列、碲化镉系列或其类似系列的化合物。
[0016]如图1所示，在先前技术的热处理方法中，经施加前驱物(12)的衬底(11)是以直接裸露于腔体气体中的方式置放于腔体(C)中。如图2所示，本发明藉由在施加于衬底
(21)上的前驱物(22)上直接覆盖保护层(23)的热处理方法，以避免热处理过程中加热腔体(C)内气流或热流流场影响，维持所得的产物性质或质量的一致性。所述衬底可以所述保护层面向加热腔体顶部的方式放置于加热腔体中
[0017]以下提供的实施例主要叙述本发明中保护层的使用方式，但不局限前驱物种类、厚度或形成方法，亦不限定热处理使用的温度、压力、气流等参数。本发明所涵盖的权利范围，当以后附的专利权范围为基准。本文中所使用术语「约」意指包含如由一般熟习此项技术者所测定的特定值的可接受误差，其部分地视如何量测或测定所述的值而定。
[0018]实施例1
[0019]