濺射工藝對D/M/D結(jié)構(gòu)中SiNx介質(zhì)膜光學常數(shù)的影響

孫 瑤， 汪 洪

(1.中國建筑材料科學研究總院，北京100024;2.國家玻璃深加工工程技術(shù)中心，北京100024;3.綠色建筑材料國家重點實驗室，北京100024)

具有“三明治”結(jié)構(gòu)的D/M/D(dielectric/metal/dielectric)透明導電多層膜［1］，基于其中金屬功能膜中自由電子的導電性以及自由電子與電磁輻射的相互作用，具有低電阻，對可見光透明，但對紅外光譜強烈地反射的光譜選擇性，起到隔斷輻射的作用，因此在玻璃表面沉積此種透明導電膜，可應用于紅外輻射反射鏡、低輻射鍍膜玻璃、抗靜電涂層、電加溫功能玻璃［2］，以及作為屏蔽體在航空航天、軍用儀器設備方面阻止高頻電磁場在空間中的傳播［3］。

銀元素具有金屬材料中最低的體電阻率(1.6μΩ·cm)，厚度在20nm 以下的銀膜具有良好的透明度與導電性，且反射、透射光的顏色比其他金屬，如金、銅都更為中性，因此銀元素是D/M/D 膜系結(jié)構(gòu)中功能金屬膜層的最佳選擇［4］。但金屬銀膜是軟膜，直接暴露在外表面很容易被氧化或腐蝕以及機械破壞，所以通常采用電介質(zhì)膜將銀膜夾在中間。由于SiNx薄膜具有良好的力學性能與化學穩(wěn)定性，因此在D/M/D 結(jié)構(gòu)中，將SiNx薄膜作為外層膜不僅起到機械保護作用，而且能防止銀膜腐蝕失效［5］，作為內(nèi)層膜可阻擋玻璃基體中可動離子Na+向Ag 膜中擴散［6］。在光學性能方面，SiNx薄膜不僅起到減反增透作用，而且能夠調(diào)節(jié)整體膜系結(jié)構(gòu)的顏色。

目前國內(nèi)外較多采用等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)的方法來制備非晶SiNx薄膜作為太陽能電池的減反膜［7～9］，但采用濺射法制備SiNx薄膜不會像PECVD 法那樣在薄膜中不可避免地引入大量氫，而且與銀膜的沉積具有設備承接性，即在一條鍍膜線上即可完成多層膜沉積，降低制造成本，并且可以實現(xiàn)大面積沉積。……