用于ZnO和掺杂ZnO薄膜成核的种子层及种子层沉积方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及低辐射板，尤其涉及具有种子层以改进ZnO或掺杂ZnO结晶化的低辐 射板以及用于形成这类低辐射板的方法。
【背景技术】
[0002] 日光控制玻璃通常用于例如建筑物玻璃窗及车辆车窗领域，通常提供高可见光透 射率和低辐射率。高可见光透射率能够允许更多的阳光穿过玻璃窗，由此在很多视窗应用 中是期望的。低辐射率能够阻挡红外线（IR)照射以减少不希望的内部升温。
[0003] 在低辐射玻璃中，IR照射以最低吸收率和辐射率的方式被大部分反射，由此减少 了传输至低辐射表面以及从低辐射表面传输的热量。通常日光控制玻璃大体具有大约〇. 1 的辐射率和大约80%的光传输率。高透射率、低辐射玻璃通常包括反射金属膜（例如银） 以提供红外反射和低辐射率，连同多种介电层（例如氧化锡或氧化锌）来提供防止氧化或 腐蚀的屏障，以及作为光填料并且用作抗反射涂层以改进玻璃板的光学特性。
[0004] 反射层的整体质量（例如其结晶取向）对于实现所需的例如高可见光透射率和低 辐射率（即高热量反射）的性能是重要的。实现低辐射的一种已知方法是形成相对厚的银 层。但是，随着银层厚度的增加，反射层的可见光透射率是降低的，制造生产能力也降低，而 整体制造成本是增加的。因此，需要形成尽可能薄的银层，同时仍能提供适应于低辐射应用 的辐射率。
【发明内容】
[0005] 本发明涉及一种用于形成具有大粒度及更好晶向的含有氧化锌的层的方法。在一 些实施例中，本发明公开了用于低辐射玻璃应用的在玻璃衬底上促进（002)定向氧化锌层 的方法。通过实现优化的（111)晶体取向，（002)定向氧化锌能够增强置于其上的银层的 传导率。在一些实施例中，增强的氧化锌层能够得到改进的电子迀移率和导电率，在同一透 光水平上提供更好的传导膜。
[0006] 在一些实施例中，本发明公开了在形成氧化锌层之前形成包括金属元素的种子 层。金属元素具有很强的低温结晶倾向，甚至在非晶质衬底上，因此包括金属元素的种子层 能够具有更好的结晶取向，其能够促进具有所需晶体结构的氧化锌层的形成。例如，具有拥 有六方密堆积（hep)和面心立方（fee) (111)结构的金属的含金属种子层能够诱导含金属 的种子层之上的氧化锌的基底板（002)的伪外延生长。
【附图说明】
[0007] 为了便于理解，已经使用的相同的附图标记（在可能的情况下）用于表示（附图 中共同的）相同的元件。附图不是等比例绘制，并且附图中的多个元件的相对尺寸是示意 性绘制的而不必是等比例的。
[0008] 结合附图研宄下列详细说明将更好地理解本发明的技术，其中：
[0009] 图1A示出根据本发明的一些实施例的示例性的薄膜涂层。
[0010] 图1B示出根据本发明的一些实施例的低辐射透明板105。
[0011] 图2示出根据本发明的一些实施例的示例性的物理气相沉积（PVD)系统。
[0012] 图3示出根据本发明的一些实施例的示例性的直列式沉积系统。
[0013] 图4示出根据本发明的一些实施例的种子层沉积的示例性流程图。
[0014] 图5示出根据本发明的一些实施例的种子层沉积的另一示例性流程图。
【具体实施方式】
[0015] 下面将结合附图详细描述一个或多个实施例。详细说明是结合这些实施例提供 的，但并不局限于任意特定示例。本发明的范围仅由权利要求书限定，包括各种替代、调整 及等效体。在以下说明中列举的各种具体细节用于提供全面了解。提供这些细节是出于示 例目的，并且所述技术能够在没有这些具体细节中的某些或全部时按照权利要求书实施。 为了简明起见，有关于实施例的技术领域内已知的技术材料不再详细描述，以避免不必要 地模糊所述说明。
[0016] 在一些实施例中，本发明公开了用于形成具有改进了整体特性的红外反射层（例 如银、金或铜）的低辐射板的方法以及由所述方法制造的涂层板，所述方法包括形成用于 氧化锌或掺杂氧化锌层的种子层，其随后能够用作用于红外反射层的种子层。
[0017] 通常，以下列方式优选地形成红外反射层，即高的可见光透射率和低的辐射率。能 够最大化产量、生产能力以及用于形成低辐射板的制造工序的效率是更优选的。
[0018] 例如，对于包括银的红外反射层，使银层具有（111)结晶取向是优选的，因为这允 许银层具有相对高的导电率，以及由此的在薄层厚度处的相对低的薄层电阻（Rs)。薄层厚 度对于提供高可见光透射率是期望的，并且低的薄层电阻是优选的，低的薄层电阻能够提 供低的红外辐射率。
[0019] 为了促进红外反射层的晶体取向，能够使用种子层。通常，种子层是形成在表面 (例如衬底）上的相对薄的材料层以改进在所述表面上（例如在种子层上）形成的后续层 的特定性能。例如，种子层能够用于改善后续层与衬底之间的粘附性，或者增加在相应的沉 积过程中的后续层在衬底上生长的速率。
[0020] 种子层还能够影响后续层（有时也称作"模板"）的晶体结构（或结晶取向）。例 如后续层的材料与种子层的晶体结构之间的相互作用促使后续层的晶体结构以特定取向 形成。
[0021] 例如，种子层能够用于促进红外反射层以特定结晶取向生长。例如，种子层可以包 括具有六方晶体结构的材料并且能够以（002)结晶取向形成（如氧化锌或掺杂氧化锌）， 其促进了当银层具有面心立方晶体时的银层以（111)取向生长。因此，种子层可以提高沉 积银层的传导率，由此银层的厚度能够减小，同时仍能提供期望的低辐射率。在一些实施例 中，高传导率和薄的银层的形成，可以通过在沉积银层之前，在衬底上形成相对薄的（例如 上至大约5nm)例如氧化锌或掺杂氧化锌的种子层来实现。
[0022] 在一些实施例中，晶体取向的特征可通过X射线衍射（XRD)技术体现，该技术基于 观察作为X射线特性（如入射和散射角度）的函数的X射线束撞击所述层（例如银层或种 子层）的散射强度。例如，氧化锌种子层能够示出明显的（002)峰值和更高阶0-2 0衍射 图样。这表明存在具有平行于衬底表面取向的相应平面的氧化锌微晶。
[0023] 在一些实施例中，术语"具有（111)晶体取向的银层"，或"具有（002)晶体取向的 氧化锌种子层"包括这样的意思，分别是存在对于银层的（111)优化晶体取向或对于氧化锌 种子层的（002)优化晶体取向。优化的晶体取向例如能够通过观察XRD表征中明显的结晶 峰值来确定。
[0024] 在一些实施例中，本发明公开了改进包含种子层的氧化锌转而能够改进红外反射 层（如银层）的方法及由所述方法形成的涂层板。在一些实施例中，本发明公开了形成具 有大粒度与优化晶体取向的氧化锌或掺杂氧化锌层的方法。例如，（002)取向氧化锌或掺 杂氧化锌层能够在玻璃衬底上形成，以提高后续沉积的银层的传导率。
[0025] 图1A示出根据本发明的一些实施例的示例性薄膜涂层。红外反射层例如银层115 设置在第二种子层（例如氧化锌或掺杂氧化锌层114)上，第二种子层设置在衬底110上的 第一种子层112上，以形成透明涂层板100,其具有高可见光透射率和低IR辐射率。第二种 子层114优选地包括（002)晶体取向以促进银层115的（111)晶体取向。第一种子层112 优选地包括能够促进氧化锌或掺杂氧化锌层114的（002)晶体取向的材料和/或晶体取 向。掺杂氧化锌的掺杂物能够包括铝、镁或锡。还可以使用其它掺杂物。
[0026] 层112、114和/或115能够采用不同工艺和设备进行溅射沉积，例如，靶能够在直 流电OC)、脉冲DC、交流电（AC)、射频（RF)或任意其它合适条件下进行溅射。在一些实施 例中，本发明公开了一种物理气相沉积方法用于沉积层112、114和/或115。沉积过程能够 包括气体混合物引入等离子环境以从一个或多个设置在处理室中的靶溅射