磁控溅射设备及磁控溅射成膜方法

技术领域

本申请涉及显示技术领域，具体涉及一种磁控溅射设备及磁控溅射成膜方法。

背景技术

目前，由于有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode，OLED)显示器具有结构简单、自发光、响应速度快、超轻薄、低功耗等优点，已得到广泛利用。在OLED器件结构设计中，发光层、空穴注入层、电子注入层、空穴传输层以及电子传输层等功能层材料均有机材料。而阴极通常设置在电子注入层上方，因此为了提高OLED器件的发光效率，阴极通常选用低功函数特性的银(Ag)膜层，同时为了提高阴极电导率并保证光透过率，需要配合铟锌氧化物(Indium Zinc Oxide，IZO)膜层使用。

其中，Ag膜层以及IZO膜层需要使用磁控溅射方法成膜。具体地，使用制程气体氩气(Ar)轰击Ag和IZO靶材，被轰击出来的高能Ag和IZO的小粒子沉积到器件表面形成阴极。而在高能Ag和IZO的小粒子沉积到器件表面形成阴极的过程中会造成有机功能层的损伤，使OLED器件寿命和发光效率等特性恶化明显。

因此，如何提出一种磁控溅射设备，使采用此磁控溅射设备形成阴极时降低其对有机功能层的损伤是现有面板厂家需要努力攻克的难关。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种磁控溅射设备及磁控溅射成膜方法，能够解决在采用现有磁控溅射设备形成阴极时易损伤有机功能层的技术问题。

本申请实施例提供一种磁控溅射设备，所述磁控溅射设备包括第一阴极组件以及第二阴极组件，且所述第一阴极组件和所述第二阴极组件相对设置；其中，

所述第一阴极组件包括第一旋转靶材、第一磁控部件以及第一支撑轴，其中，所述第一磁控部件以及所述第一支撑轴均设在所述第一旋转靶材内，且所述第一磁控部件设在所述第一支撑轴靠近所述第二阴极组件的一侧；

所述第二阴极组件包括第二旋转靶材、第二磁控部件以及第二支撑轴，其中，所述第二磁控部件以及所述第二支撑轴均设在所述第二旋转靶材内，且所述第二磁控部件设在所述第二支撑轴靠近所述第一阴极组件的一侧。

在本申请所述的磁控溅射设备中，所述磁控溅射设备还包括阳极棒，所述阳极棒设在所述第一阴极组件和所述第二阴极组件之间。

在本申请所述的磁控溅射设备中，所述第一磁控部件包括第一N型磁铁、第一S型磁铁以及第二N型磁铁，所述第一N型磁铁、所述第一S型磁铁以及所述第二N型磁铁沿所述第一支撑轴外边缘依次设置；所述第二磁控部件包括第三N型磁铁、第二S型磁铁以及第四N型磁铁，所述第三N型磁铁、所述第二S型磁铁以及所述第四N型磁铁沿所述第二支撑轴外边缘依次设置。

在本申请所述的磁控溅射设备中，所述第一磁控部件包括第五N型磁铁以及第三S型磁铁，所述第五N型磁铁以及所述第三S型磁铁沿所述第一支撑轴外边缘依次设置；所述第二磁控部件包括第六N型磁铁以及第四S型磁铁，所述第六N型磁铁以及所述第四S型磁铁沿所述第二支撑轴外边缘依次设置。

在本申请所述的磁控溅射设备中，所述第一磁控部件与所述第一支撑轴转动连接，所述第二磁控部件与所述第二支撑轴转动连接。

在本申请所述的磁控溅射设备中，所述第一磁控部件沿所述第一支撑轴逆时针转动，且所述第一磁控部件转动的角度小于或等于120度；所述第二磁控部件沿所述第二支撑轴顺时针转动，且所述第二磁控部件转动的角度小于或等于120度。

在本申请所述的磁控溅射设备中，所述第一旋转靶材包括第一旋转子靶材以及第二旋转子靶材，且所述第二旋转子靶材套接于所述第一旋转子靶材外表面；所述第二旋转靶材包括第三旋转子靶材以及第四旋转子靶材，且所述第四旋转子靶材套接于所述第三旋转子靶材外表面。

在本申请所述的磁控溅射设备中，所述第一旋转子靶材的材料包括铜，所述第二旋转子靶材的材料包括银以及金属氧化物中的一种或多种的组合，所述第三旋转子靶材的材料包括铜，所述第四旋转子靶材的材料包括银以及金属氧化物中的一种或多种的组合。

在本申请所述的磁控溅射设备中，所述第一旋转靶材的中心与所述第一支撑轴的中心重合，所述第二旋转靶材的中心与所述第二支撑轴的中心重合。

本申请实施例还提供一种磁控溅射成膜方法，采用以上所述的磁控溅射设备磁控溅射形成薄膜。

在本申请实施例提供的磁控溅射设备及磁控溅射成膜方法中，包括相对设置的第一阴极组件以及第二阴极组件，其中，第一阴极组件包括第一旋转靶材、第一磁控部件以及第一支撑轴，第二阴极组件包括第二旋转靶材、第二磁控部件以及第二支撑轴。在采用本申请实施例提供的磁控溅射设备形成阴极时，可以调整磁场的方向，控制等离子体形成的区域，限制等离子体在第一旋转靶材以及第二旋转靶材之间形成。然后采用制程气体Ar轰击旋转靶材的区域限制在旋转靶材的相对位置。因此被轰击出来的高能Ag和IZO的小粒子不会沉积在器件上，只有接近垂直方向的低能量Ag和IZO的小粒子才会沉积在器件上形成阴极，从而可以降低阴极形成过程中对有机功能层的损伤，提高有机发光二极管显示器件的良率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的磁控溅射设备的第一种实施方式的结构示意图。

图2为本申请实施例提供的磁控溅射设备的第二种实施方式的第一结构示意图。

图3为本申请实施例提供的磁控溅射设备的第二种实施方式的第二结构示意图。

图4为本申请实施例提供的磁控溅射设备的第二种实施方式的第二结构的磁场示意图。

图5为本申请实施例提供的磁控溅射设备的第二种实施方式的第三结构示意图。

图6为本申请实施例提供的磁控溅射设备的第二种实施方式的第三结构的磁场示意图。

图7为本申请实施例提供的磁控溅射设备的第三种实施方式的结构示意图。

图8为本申请实施例提供的磁控溅射设备的第三种实施方式的结构的磁场示意图。

图9为本申请实施例提供的磁控溅射设备的第四种实施方式的结构示意图。

图10为本申请实施例提供的磁控溅射设备的第五种实施方式的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1，图1为本申请实施例提供的磁控溅射设备的第一种实施方式的结构示意图。如图1所示，本申请实施例提供的磁控溅射设备10包括相对设置的第一阴极组件101以及第二阴极组件102。

其中，第一阴极组件101包括第一旋转靶材1011、第一磁控部件1012以及第一支撑轴1013。第一磁控部件1012以及第一支撑轴1013均设在第一旋转靶材1011内，且第一磁控部件1012设在第一支撑轴1013靠近第二阴极组件102的一侧。

其中，第二阴极组件102包括第二旋转靶材1021、第二磁控部件1022以及第二支撑轴1023，其中，第二磁控部件1022以及第二支撑轴1023均设在第二旋转靶材1021内，且第二磁控部件1022设在第二支撑轴1023靠近第一阴极组件101的一侧。

需要说明的是，由于第一阴极组件101和第二阴极组件102相对设置。因此，第一旋转靶材1011与第二旋转靶材1021也相对设置，第一磁控部件1012和第二磁控部件1022也相对设置。且第一磁控部件1012设在第一支撑轴1013靠近第二阴极组件102的一侧，第二磁控部件1022设在第二支撑轴1023靠近第一阴极组件101的一侧。所以在采用本申请实施例提供的磁控溅射设备形成阴极时，可以调整磁场的方向，控制等离子体形成的区域，限制等离子体在第一旋转靶材1011以及第二旋转靶材1021之间形成。然后采用制程气体Ar轰击旋转靶材的区域限制在旋转靶材的相对位置。因此被轰击出来的高能Ag和IZO的小粒子不会沉积在器件上，只有接近垂直方向的低能量Ag和IZO的小粒子才会沉积在器件上形成阴极，从而可以降低阴极形成过程中对有机功能层的损伤，提高有机发光二极管显示器件的良率。

请参阅图2，图2为本申请实施例提供的磁控溅射设备的第二种实施方式的第一结构示意图。如图2所示，本申请实施例提供的磁控溅射设备10还包括阳极棒103。

其中，阳极棒103设在第一阴极组件101和第二阴极组件102之间。

具体地，在采用本申请实施例提供的磁控溅射设备10形成阴极时，需要采用制程气体Ar轰击旋转靶材的区域限制在旋转靶材的相对位置。其一，阳极棒103可以产生制程气体Ar；其二，阳极棒103位于第一阴极组件101和第二阴极组件102之间。因此，阳极棒103产生的制程气体Ar在轰击旋转靶材的区域可以被限制在旋转靶材的相对位置，从而以降低阴极形成过程中对有机功能层的损伤，提高有机发光二极管显示器件的良率。

另外，由于阳极棒103位于第一阴极组件101和第二阴极组件102之间，因此本申请实施例提供的磁控溅射设备10不需要在第一阴极组件101和第二阴极组件102的一侧设置制程气体产生组件，从而可以两层成膜，有助于提高磁控溅射设备10的磁控溅射成膜速度，从而降低磁控溅射设备10磁控溅射成膜的成本。

另外，阳极棒103还可以捕获运动的电子，减少电子对有机发光显示器件的影响，可以减少有机发光显示器件放电的发生概率，有助于提高有机发光显示器件的良率。

另外，本申请实施例提供的磁控溅射设备10也可以单层成膜，只需要在第一阴极组件101和第二阴极组件102的一侧设置制程气体产生组件即可，这样就能在制程气体产生组件的相对一侧设置基板，用于溅射成膜。

请参阅图3以及图4。图3为本申请实施例提供的磁控溅射设备的第二种实施方式的第二结构示意图。图4为本申请实施例提供的磁控溅射设备的第二种实施方式的第二结构的磁场示意图。如图3以及图4所示，第一磁控部件1012包括第五N型磁铁1012d以及第三S型磁铁1012e。第五N型磁铁1012d以及第三S型磁铁1012e沿第一支撑轴1013外边缘依次设置。第二磁控部件1022包括第六N型磁铁1022d以及第四S型磁铁1022e。第六N型磁铁1022d以及第四S型磁铁1022e沿第二支撑轴1023外边缘依次设置。

其中，需要说明的是，第五N型磁铁1012d与第三S型磁铁1012e可以形成一个第五N型磁铁1012d至第三S型磁铁1012e的磁场。而且由于第一磁控部件1012设在第一支撑轴1013靠近第二阴极组件102的一侧，因此，第五N型磁铁1012d至第三S型磁铁1012e的磁场会位于第一旋转靶材1011以及第二旋转靶材1021之间，从而可以控制等离子体形成的区域，限制等离子体在第一旋转靶材1012以及第二旋转靶材1021之间形成。

其中，需要说明的是，第六N型磁铁1022d以及第四S型磁铁1022e可以形成一个第六N型磁铁1022d以及第四S型磁铁1022e的磁场。而且由于第二磁控部件1022设在第二支撑轴1023靠近第一阴极组件101的一侧，因此，第六N型磁铁1022d以及第四S型磁铁1022e的磁场会位于第一旋转靶材1011以及第二旋转靶材1021之间，从而可以控制等离子体形成的区域，限制等离子体在第一旋转靶材1011以及第二旋转靶材1021之间形成。

另外，由于本申请实施例仅采用了四块磁铁即形成了两片磁场，从而可以降低磁控溅射设备10磁控溅射成膜的成本。

请参阅图5以及图6，图5为本申请实施例提供的磁控溅射设备的第二种实施方式的第三结构示意图。图6为本申请实施例提供的磁控溅射设备的第二种实施方式的第三结构的磁场示意图。如图5以及图6所示，第一磁控部件1012包括第一N型磁铁1012a、第一S型磁铁1012b以及第二N型磁铁1012c。第一N型磁铁1012a、第一S型磁铁1012b以及第二N型磁铁1012c沿第一支撑轴1013外边缘依次设置。第二磁控部件1022包括第三N型磁铁1022a、第二S型磁铁1022b以及第四N型磁铁1022c。第三N型磁铁1022a、第二S型磁铁1022b以及第四N型磁铁1022c沿第二支撑轴1023外边缘依次设置。

需要说明的是，第一N型磁铁1012a、第一S型磁铁1012b以及第二N型磁铁1012c沿第一支撑轴1013外边缘依次设置。从而可以形成第一N型磁铁1012a至第一S型磁铁1012b的第一磁场以及第二N型磁铁1012c至第一S型磁铁1012b的第二磁场。其中，第一磁场靠近第一阴极组件101的一侧，第二磁场靠近第一阴极组件101的另一侧。

同理，第三N型磁铁1022a、第二S型磁铁1022b以及第四N型磁铁1022c沿第二支撑轴1023外边缘依次设置。从而可以形成第三N型磁铁1022a至第二S型磁铁1022b的第三磁场以及第四N型磁铁1022c至第二S型磁铁1022b的第四磁场。其中，第三磁场靠近第二阴极组件102的一侧，第四磁场靠近第二阴极组件102的另一侧。

其中，需要说明的是，由于本申请实施例提供的磁控溅射设备10是两层成膜。具体地，本申请实施例提供的磁控溅射设备10在第一阴极组件101的两侧均成膜。因此，只有采用本申请实施例提供的磁铁排布，形成第一磁场、第二磁场、第三磁场以及第四磁场才能够限制电子在磁场中运动不会大量的逃逸出等离子体范围。而限制电子运动区域，可以提高电子的利用率，从而有助于提高成膜的效率，降低磁控溅射设备10磁控溅射成膜的成本。

请参阅图7以及图8，图7为本申请实施例提供的磁控溅射设备的第三种实施方式的结构示意图。图8为本申请实施例提供的磁控溅射设备的第三种实施方式的结构的磁场示意图。如图7以及图8所示，其中，第一磁控部件1012与第一支撑轴1013转动连接，第二磁控部件1022与第二支撑轴1023转动连接。

其中，需要说明的是，第一磁控部件1012与第一支撑轴1013转动连接以及第二磁控部件1022与第二支撑轴1023转动连接，从而可以改变磁场的方向，进而可以改变等离子体形成的区域。具体地，磁场强的地方，等离子体就强，等离子体强的地方，靶材原子团被轰击出来的就更多，从而有利于成膜。

因此，在采用本申请实施例提供的磁控溅射设备10单层成膜时，就可以转动第一磁控部件1012与第二磁控部件1022，改变磁场的方向。从而提升磁控溅射设备10的成膜速度，降低磁控溅射设备10磁控溅射成膜的成本。

另外，第一磁控部件1012与第一支撑轴1013转动连接以及第二磁控部件1022与第二支撑轴1023转动连接。可以有效地验证第一磁控部件1012与第二磁控部件1022在不同位置时，对于阴极膜层的损伤程度和成膜速率。因此，采用本申请实施例提供的磁控溅射设备10，相对于平面靶材来说具有更高的灵活性。

因此，在采用本申请实施例提供的磁控溅射设备10溅射成膜时，先转动第一磁控部件1012与第二磁控部件1022，确认最佳的磁场的方向，然后再溅射成膜。

其中，第一磁控部件1012沿第一支撑轴1013逆时针转动，且第一磁控部件1012转动的角度小于或等于120度。第二磁控部件1022沿第二支撑轴1023顺时针转动，且第二磁控部件1022转动的角度小于或等于120度。

具体地，第一磁控部件1012转动的角度A为0度、10度、30度、60度、90度或120度。第一磁控部件1012转动的具体角度A由磁控溅射设备10的具体使用需求所确定。第二磁控部件1022转动的角度B为0度、10度、30度、60度、90度或120度。第二磁控部件1022转动的具体角度B由磁控溅射设备10的具体使用需求所确定。

其中，需要说明的是，当第一磁控部件1012与第二磁控部件1022转动90度以上时，会降低成膜的速度，因此，第一磁控部件1012与第二磁控部件1022转动的角度需要尽可能地小于90度。

请参阅图9，图9为本申请实施例提供的磁控溅射设备的第四种实施方式的结构示意图。其中，第一旋转靶材1011包括第一旋转子靶材1011a以及第二旋转子靶材1011b。且第二旋转子靶材1011b套接于第一旋转子靶材1011a外表面。第二旋转靶材1021包括第三旋转子靶材1021a以及第四旋转子靶材1021b。且第四旋转子靶材1021b套接于第三旋转子靶材1021a外表面。

其中，需要说明的是，第一旋转子靶材1011a以及第三旋转子靶材1021a为背板。用于支撑第二旋转子靶材1011b以及第四旋转子靶材1021b。而第二旋转子靶材1011b以及第四旋转子靶材1021b用于在Ar离子轰击靶材表面时，逸出靶材而掉落基板成膜。

其中，第一旋转子靶材1011a以及第三旋转子靶材1021a的材料包括铜，第二旋转子靶材1011b以及第四旋转子靶材1021b的材料包括银以及金属氧化物中的一种或多种的组合。第一旋转子靶材1011a、第二旋转子靶材1011b、第三旋转子靶材1021a以及第四旋转子靶材1021b的具体材料由磁控溅射设备10的具体使用需求所确定。

请参阅图10，图10为本申请实施例提供的磁控溅射设备的第五种实施方式的结构示意图。其中，第一旋转靶材1011的中心与第一支撑轴1013的中心重合。第二旋转靶材1021的中心与第二支撑轴1023的中心重合。

其中，需要说明的是，使第一旋转靶材1011的中心与第一支撑轴1013的中心重合。第二旋转靶材1021的中心与第二支撑轴1023的中心重合。从而可以确保第一磁控部件1012以及第二磁控部件1022形成的两侧磁场的对称性，从而有助于提高磁控溅射设备10的成膜良率，降低磁控溅射设备10的成膜成本。

在本申请实施例提供的磁控溅射设备中，包括相对设置的第一阴极组件以及第二阴极组件，其中，第一阴极组件包括第一旋转靶材、第一磁控部件以及第一支撑轴，第二阴极组件包括第二旋转靶材、第二磁控部件以及第二支撑轴。在采用本申请实施例提供的磁控溅射设备形成阴极时，可以调整磁场的方向，控制等离子体形成的区域，限制等离子体在第一旋转靶材以及第二旋转靶材之间形成。然后采用制程气体Ar轰击旋转靶材的区域限制在旋转靶材的相对位置。因此被轰击出来的高能Ag和IZO的小粒子不会沉积在器件上，只有接近垂直方向的低能量Ag和IZO的小粒子才会沉积在器件上形成阴极，从而可以降低阴极形成过程中对有机功能层的损伤，提高有机发光二极管显示器件的良率。

本申请实施例还提供一种磁控溅射成膜方法。其中，本申请实施例提供的磁控溅射成膜方法采用以上所述的磁控溅射设备10磁控溅射形成薄膜.具体地，磁控溅射设备10具体可参照以上对该磁控溅射设备的描述，在此不做赘述。

具体地，第一阴极组件101以及第二阴极组件102会向上和向下出射Ag原子团，而Ag原子团掉落基板就完成成膜。且两侧基板在两侧的轨道上竖直匀速搬送，从而可以不间断的成膜。

在本申请实施例提供的磁控溅射成膜方法中，包括相对设置的第一阴极组件以及第二阴极组件，其中，第一阴极组件包括第一旋转靶材、第一磁控部件以及第一支撑轴，第二阴极组件包括第二旋转靶材、第二磁控部件以及第二支撑轴。在采用本申请实施例提供的磁控溅射设备形成阴极时，可以调整磁场的方向，控制等离子体形成的区域，限制等离子体在第一旋转靶材以及第二旋转靶材之间形成。然后采用制程气体Ar轰击旋转靶材的区域限制在旋转靶材的相对位置。因此被轰击出来的高能Ag和IZO的小粒子不会沉积在器件上，只有接近垂直方向的低能量Ag和IZO的小粒子才会沉积在器件上形成阴极，从而可以降低阴极形成过程中对有机功能层的损伤，提高有机发光二极管显示器件的良率。

以上对本申请实施例所提供的一种磁控溅射设备及磁控溅射成膜方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。