熱蒸發鍍膜設備的熱蒸發源制造技術

一種熱蒸發鍍膜設備的熱蒸發源，包括用于沉積薄膜的襯底、用于裝載蒸發材料的坩堝，及用于加熱所述坩堝的加熱組件；所述坩堝上設有多個與所述襯底相對的噴嘴，所述多個噴嘴中的每兩個相鄰噴嘴之間的距離不全相等。采用非均勻分布的噴嘴排列方式，改變了每個噴嘴噴射到襯底平面上的位置，而襯底上的總的噴射材料是各個噴嘴噴射材料的疊加，從而改善蒸發鍍膜的均勻性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及真空鍍膜設備，特別是涉及一種熱蒸發鍍膜設備的熱蒸發源。
技術介紹
熱蒸發鍍膜法是在真空環境中利用電流加熱、電子束加熱、或激光加熱等方法使蒸發材料變成團簇、分子或原子，以較大的自由程作近自由運動，當這些自由運動的分子或原子碰撞到溫度較低的基片，就在基片上凝結下來，沉積覆蓋在基片上形成薄膜。熱蒸發鍍膜法具有純度高、結晶好的優點，常用于金屬薄膜、半導體薄膜、薄膜太陽能電池材料的生產制作。 容納并加熱蒸發材料的裝置被稱為熱蒸發源。根據熱蒸發源的幾何結構不同，可分為點蒸發源，面蒸發源和束源爐。點蒸發源的特點是蒸汽分布在空間各方向呈均勻分布，而面蒸發源的蒸汽只向一半的空間分布，束源爐則是有坩堝，而蒸發材料只從坩堝上的開口噴射出來。和點蒸發源以及面蒸發源相比，束源爐具有束流穩定、方向可調、分布定向、節省原材料的特點，常用對薄膜厚度以及材料穩定性要求較高的場合，比如在實驗室中對材料性質要求較高的小尺寸樣品，通常樣品的尺寸不超過10cm。請參閱圖1，所示為傳統的具有獨立噴嘴的束源爐的蒸發束流分布示意圖。其中，101襯底，102是坩堝，103是固態或熔化的蒸發材料，104是蒸發材料的蒸氣，105是噴嘴的高度1，106是噴嘴的開口尺寸d，107是噴口位置到襯底的垂直距離h，同時也是噴嘴的蒸發束流的中軸線，108和109分別是襯底上任意沉積點相對于噴口的距離r和斜角Θ，110是此噴嘴在襯底上沉積薄膜的厚度沿紙面上的分布曲線。在蒸發過程中，襯底101沿垂直于紙面的方向移動，噴嘴噴射出來的蒸發材料在沉積到襯底101。從圖1可以看出，單一噴嘴在襯底上的沉積薄膜的厚度中間高，兩邊低，不夠均勻。在生產型的產業線中，襯底的尺寸通常較大，需要蒸發源的蒸發覆蓋面積較大，一般鍍膜區間不小于30cm，并且對均勻性和蒸發過程的穩定可控性要求較高，還需要較高的蒸發速率提高產率。目前均勻排列的多個熱蒸發源噴嘴無法保證薄膜的均勻性要求。
技術實現思路
基于此，有必要提供一種沉積鍍膜的均勻性較好的熱蒸發鍍膜設備的熱蒸發源?！N熱蒸發鍍膜設備的熱蒸發源，包括用于沉積薄膜的襯底、用于裝載蒸發材料的坩堝，及用于加熱所述坩堝的加熱組件；所述坩堝上設有多個與所述襯底相對的噴嘴，所述多個噴嘴中的每兩個相鄰噴嘴之間的距離不全相等。在其中一個實施例中，每個噴嘴的高度與所述噴嘴的開口寬度相等。在其中一個實施例中，所述多個噴嘴沿直線依次間隔排列，且每個噴嘴到所述襯底的距離相等。在其中一個實施例中，所述多個噴嘴的數量為奇數，所述多個噴嘴以中間的一個噴嘴的軸線為對稱軸鏡像分布。 在其中一個實施例中，靠近中間的兩個噴嘴之間的距離比靠近邊緣的兩個噴嘴之間的距離大。在其中一個實施例中，所述襯底與所述多個噴嘴之間的距離為20cm，所述多個噴嘴的數量為13個，所述13個噴嘴之間的距離比依次為3. 7 :3. 9 :4.1 :4. 3 :4. 5 :4. 7 4. 7 4. 5 :4· 3 :4· I 3. 9 :3· 7。在其中一個實施例中，所述襯底與所述多個噴嘴之間的距離為30cm，所述多個噴嘴的數量為11個，所述13個噴嘴之間的距離比依次為3 4 5 6 7 7 6 5 4 :3。在其中一個實施例中，所述襯底與所述多個噴嘴之間的距離為20cm，設所述襯底的寬度為f，所述多個噴嘴的數量為11個，所述11個噴嘴之間的距離比依次為O.1f :0.1f (O. 05f+5) (O. 9f+l. 6) (O. 9f+l. 6):(0. 9f+l. 6) (0. 9f+l. 6) (0. 05f+5) :0.1f 0.1f。在其中一個實施例中，所述襯底與所述多個噴嘴之間的距離為30cm，設所述襯底的寬度為f，所述多個噴嘴的數量為11個，所述11個噴嘴之間的距離比依次為3 3 (O. 2f+2) (O. 05f+4) (O. 05f+4) (O. 05f+4) (0. 05f+4) (0. 2f+2) :3 :3。在其中一個實施例中，所述襯底的材料為玻璃、聚合物、金屬、半導體或陶瓷。采用非均勻分布的噴嘴排列方式，改變了每個噴嘴噴射到襯底平面上的位置，而襯底上的總的噴射材料是各個噴嘴噴射材料的疊加，從而改善蒸發鍍膜的均勻性。附圖說明圖1為傳統的具有獨立噴嘴的熱蒸發源的蒸發束流分布示意圖；圖2為一實施方式的熱蒸發鍍膜設備的熱蒸發源的蒸發束流分布示意圖；圖3為另一實施方式的熱蒸發鍍膜設備的熱蒸發源的蒸發束流分布示意圖。具體實施方式 為使本專利技術的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本專利技術的具體實施方式做詳細的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本專利技術。但是本專利技術能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本專利技術內涵的情況下做類似改進，因此本專利技術不受下面公開的具體實施的限制。請參閱圖2，一實施例的熱蒸發鍍膜設備的熱蒸發源包括用于沉積薄膜的襯底201、用于裝載蒸發材料204的坩堝203，及用于加熱坩堝203的加熱組件202。坩堝203的頂部設有多個與襯底201201相對的噴嘴207。襯底201大致為方形平板，其可以在沿與紙面垂直的方向上移動。襯底201的寬度即為鍍膜的幅寬。襯底201的材料，包括但不限于玻璃、聚合物箔材、鐵或鈦等金屬箔材、晶體硅等半導體材料，氧化鋁等陶瓷襯底。坩堝203的形狀為方形或圓形的盒體，其收容在加熱組件202內。坩堝203和噴嘴207的材料為高溫難熔金屬。坩堝203和噴嘴207的最高加熱溫度為1500° C，由熱電偶監控并反饋給可控加熱電源。蒸發材料204包括但不限于金、銀、銅、銦、鎵、鋅、錫、等金屬，以及硒、硫、磷等非金屬，以及有機化合物或者氟化鈉、氟化鎂、氧化硅等無機化合物?？捎糜诒緦＠夹g中的線源結構可蒸鍍金屬薄膜或化合物薄膜，或用于共蒸發制備半導體化合物材料(包括但不限于銅銦鎵硒、銅銦鎵硫、銅銦鎵硒硫，銅鋅錫硫等)，或者蒸鍍光學薄膜(氟化鈉、氟化鎂、氧化硅等)，或用于蒸鍍有機或無機發光材料(LED或OLED制備)。蒸發材料204受熱蒸發形成蒸汽205，從噴嘴207噴出。加熱組件202外還可以設置一層或多層用于隔絕熱量的屏蔽罩(圖未示)，用以減少熱量從加熱組件向外發散，降低加熱功率。每個噴嘴207的形狀為圓柱形或正方形。每個噴嘴207的高度與噴嘴207的開口寬度大致相等，這樣每個噴嘴的噴射束流角度分布比較適中，不是太發散，也不是太集中，容易實現較好的均勻性。多個噴嘴207在坩堝203的頂部沿直線依次間隔排列，且每個噴嘴207到襯底201的距離相等。每個噴嘴207的周圍還設有加熱器和屏蔽罩組件206。這樣能夠較好的保持了噴嘴的溫度，防止蒸發材料蒸汽205在噴嘴處凝結 ，提高了鍍膜的穩定性。多個噴嘴207中的每兩個相鄰噴嘴207之間的距離不全相等，即至少有兩個相鄰噴嘴207之間的距離與其他兩個相鄰噴嘴207之間的距離不等。采用這種非均勻分布的噴嘴排列方式，改變了每個噴嘴噴射到襯底平面上的位置，而襯底上的總的噴射材料是各個噴嘴噴射材料的疊加，從而改善蒸發鍍膜的均勻性。本實施例中，噴嘴207的數量為11或13個，且11或13個噴嘴以最中間的一個噴嘴的軸線210為對稱軸鏡像分布。這11個噴嘴207兩兩之本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種熱蒸發鍍膜設備的熱蒸發源，包括用于沉積薄膜的襯底、用于裝載蒸發材料的坩堝，及用于加熱所述坩堝的加熱組件；其特征在于，所述坩堝上設有多個與所述襯底相對的噴嘴，所述多個噴嘴中的每兩個相鄰噴嘴之間的距離不全相等。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張擷秋，肖旭東，陳旺壽，宋建軍，劉壯，顧光一，楊春雷，
申請(專利權)人：深圳先進技術研究院，香港中文大學，
類型：發明
國別省市：