[其他]铋/锡氧化物喷镀膜

说明书

本发明广泛地涉及金属氧化物膜的阴极溅射法，特别是关于金属和金属氧化物多层膜的磁控溅射法。

Gillery等的美国专利4，094，763号描叙了透明导电制品的制造，即在400°F以上的温度和含有可控制量氧的低压气氛中，利用阴极溅射，将锡和铟之类的金属喷镀在象玻璃这样的耐熔基底上。

Gillery的美国专利4，113，599号描叙了一种用于反应性沉积氧化铟的阴极溅射技术，其中要调节氧的流速以维持放电电流恒定，同时调节氩的流速以维持溅射室内的压力恒定。

Chapin的美国专利4，166，018号描叙了一种溅射装置，装置内贴近溅射平面处有一磁场，它在溅射表面的一个闭环形侵蚀区的上方形成拱形磁力线。

Gillery的美国专利4，201，649号公开了一种制造低电阻氧化铟膜的方法，先在低温下于基底上先沉积很薄的一层氧化铟，然后加热基底，在典型的阴极溅射高温下，利用阴极溅射在基底上沉积上较厚的氧化铟导电层。

Groth的美国专利4，327，967号描叙了一种外观上非彩色的防热镶板，它包括窗玻璃、在玻璃表面上的折射率大于2的一种干涉膜、干涉膜上的一层热反射金膜、以及金膜之上的铬、铁、镍、钛或其合金的中和膜。

Miyake等的美国专利4，349，425号描叙了镉-锡合金在氩一氧混合物中的直流电流反应溅镀，以便形成低电阻和高透光率的镉-锡氧化物膜。

Hart的美国专利4，462，883号公开了一种低辐射率的镀膜，它是在一种透明基底（如玻璃）上用阴极溅射法镀上一层银、少量的非银金属、和一个防反射的金属氧化物层制得的。放反射层可以是氧化锡、氧化钛、氧化锌、氧化铟、氧化铋或氧化锆。

Mauer的再颁布专利27，473号公开了一种由一薄层金或铜夹在两层透明材料（例如各种金属、氧化钛、氧化铅或氧化铋等）中构成的多层透明制品。

为了改进双面玻璃窗的节能效率，希望在玻璃的一面上有一镀膜，它减少辐射传热，从而增加玻璃窗的保温能力。因此，镀膜必须在辐射光谱的红外波长范围具有低的辐射率。为实用起见。镀膜在可见光波长范围的透光率必须高。为美观起见，镀膜应具有低的光反射能力，最好是基本上无色的。

上述的高透光率、低辐射率镀膜通常由一个金属薄层夹在金属氧化物的电介质层之间构成，前者是用来反射红外线和实现低辐射率，后者则用来减小可见光的反射。多层膜一般用阴极溅射法，特别是磁控溅射法制备。金属层可以是金或铜，但一般用银。先有技术中提到的金属氧化物层包括氧化锡、氧化铟、氧化钛、氧化铋、氧化锌、氧化锆和氧化铅。在某些情形，这些氧化物掺入少量其它金属，例如氧化铋中加锰、氧化锡中加铟，或者反过来，以便克服象耐久性差与辐射率勉强够格等缺点。但所有这些金属氧化物都有些缺陷。

虽然在双面玻璃窗结构的内表面上的镀膜，因为免遭会使其损伤的风雨和环境因素的侵蚀而可得到保护，但是特别希望有一种耐久而实用，并能经得起装卸、包装、洗刷或在制造与安装时遇到的其它加工过程的镀膜。在氧化物中找到了这些性能。但是，除了提供机械耐久性的硬度、提供化学耐久性的惰性，和对玻璃与金属层都粘结良好之外，金属氧化物还应该具有以下性质。

金属氧化物必须有相当高的折射率，最好是大于2.0，以便降低金属层的反射，从而提高镀膜产品的透光率。金属氧化物还必须吸收很小，以便镀膜产品的透光率最大。从商业角度考虑，金属氧化物应该价格适当，磁控溅射的沉积速度相当快，而且无毒性。

在对金属氧化物薄膜的要求之中，最重要和最难满足的可能是关于它与金属膜的相互作用。金属氧化物膜必须具有低孔隙度以保护下面的金属膜免受外部因素的影响，还必须对金属的扩散系数低，以维持各层的完整。最后，最重要的是，金属氧化物必须为金属层的沉积提供一个良好的成核表面，从而能沉积一个电阻最低而透光率最大的连续的金属膜。Gillery等的美国专利4，462，884号描叙了连续的与断续的银膜的特点，此处引述其所公开的事实作为参考。

通常使用的金属氧化膜中，氧化锌和氧化铋耐久性差，在酸性和碱性试剂中均溶解，会因手印而变质，在盐、二氧化硫及湿度试验中均遭破坏。氧化铟，最好是掺入锡，较为耐久;但是铟的溅射慢而且较贵。氧化锡可以掺入铟或锑，它也比较耐久，但不能为银膜的成核提供合适的表面，结果使电阻高而透光率低。能够使随后沉积的银膜适当成核的金属氧化物膜的特点尚未确立;但是已经用上述的各种金属氧化物作了广泛的尝试与误差试验。