用于真空镀膜设备的加热装置的制作方法

文档序号:3426435
专利名称:用于真空镀膜设备的加热装置的制作方法
技术领域
本发明属于真空热蒸镀技术领域,具体涉及一种用于真空镀膜设备的加 热装置。
背景技术
真空镀膜技术作为薄膜制备的一种重要手段,在现代微电子技术和微器 件制备中占有特殊重要的地位;这种技术是指在真空环境下利用物理或化学 手段在工件表面沉积一层具有特殊用途膜层的表面处理方法。 一般将真空镀 膜技术分为两大类 一类是物理气相沉积,称为PVD;另一类是化学气相沉 积,称为CVD;其中最简单最常用的就是热蒸发,即利用物质受热后的蒸发 或升华将其转化为气态再沉积在基片表面。与此相应的真空镀膜设备一般包 括蒸镀室、转架系统、抽气系统、进气系统、电源系统、控制系统和加热装 置;所述加热装置一般包括蒸镀容器和加热器。使用时,将基片固定于转架 系统上,将蒸镀材料置于蒸镀容器中,再利用加热器加热该蒸镀容器,使其 内的蒸镀材料转化为气态沉积在基片表面,从而达到蒸镀成膜的目的。在实 际应用中,通常需要在基片上连续蒸镀若干层不同材料的膜层,因而在一个 真空镀膜设备种通常设有复数个配套的蒸镀容器和加热器,每个蒸镀容器中 放置一种蒸镀材料,按照实际需求依次将各种蒸镀材料转化为气态再沉积在 基片表面,从而完成基片的复数层膜层的制备。
现有的加热装置大都是传统的外热式,如附图1所示的美国RD Mathis 公司生产的一种蒸镀容器和一种加热器,将蒸镀容器l置于加热器2之中, 当加热器的正负两极通入电流后,加热丝蠊旋状部分产生髙热,从而对蒸镀 容器中的材料进行加热。尽管人们已经制备了形状各异、结构材料各异的蒸 镀容器以及加热器,但采用这种外热式方法进行材料蒸镀时,存在如下问题 (l)由于加热器包裹在蒸镀容器的外侧,大量的热量会通过热辐射向外散发 掉,而用于加热蒸镀容器的热量只占很少的一部分,因而热能的有效利用率 很低;(2)上述向外散发掉的大量热量增加了蒸镀室的温度,使得周边的其他 蒸镀容器内的材料发生蒸发或升华,从而造成了蒸镀室内材料的交叉污染,
3导致所制备的薄膜和器件性能下降。
针对上述问题,现有技术中大都采用遮挡或冷却降温的方式以减少交叉 污染,但其制作成本都非常髙。此外,发明人曾试图用内加热的方式,即参 考现有的内加热方式,如烧水的"热得快",将加热器直接置于蒸镀容器内 来加热其中的材料,然而,这种加热方式存在如下问题由于加热器直接与 蒸镀材料接触,在蒸镀过程中,蒸镀材料必定会附着于加热器上, 一方面造 成了材料的浪费,另一方面也污染了加热器,使其无法再应用于其他材料的 蒸镀容器中。

发明内容
本发明的目的是提供一种用于真空镀膜设备的加热装置,以提髙热能的 利用率,并防止蒸镀室内材料的交叉污染。
为达到上述发明目的,本发明采用的技术方案是 一种用于真空镀膜设 备的加热装置,包括蒸镀容器和加热器,所述蒸镀容器的底部向上凸起形成 导热槽;所述加热器的加热部与所述导热槽配合加热。
上文中,所述蒸镀容器的底部向上凸起形成导热槽,是为了将加热器插 入导热槽中进行加热,利用蒸镀容器将加热器的加热部包裹起来,从而防止 了热辐射向外散发,使得绝大部分的热能都是用来加热蒸镀容器,从而大大 提髙了热能的利用率;同时也避免了向外散发的热辐射造成的材料交叉污染 问题。因而,所述导热槽的形状可以是长方体形,也可以是其他形状,只要 和加热器的加热部配合即可,以接触面积最大最佳,以提髙热传导面积。所 述蒸镀容器是现有技术,其组成材料可以是石英、石墨、氮化硼、氧化铝、 钽、钼、钨、铜、不锈钢或其它陶瓷和金属材料。所述加热器也是现有技术, 其材料可以是钽、钼、钨、或不锈钢,优选加热部是体积小巧的加热器,便 于将加热部直接整体插入所述导热槽中,当然也可以设计加热器的外形,使 其跟蒸镀容器配合,更适合于加热。
上述技术方案中,所述加热器的中心部位向上凸起,形成所述加热部。
进一步的技术方案,所述导热槽有2个,对称位于蒸镀容器的底部中央 位置。设置多个导热槽是为了均衡加热。
本发明同时请求保护上述加热装置的蒸镀容器,所述蒸镀容器的底部向上凸起形成导热槽。
由于上述技术方案的采用,与现有技术相比,本发明具有如下优点
1. 本发明的蒸镀容器底部向上凸起形成导热槽,从而可以将加热器的 加热部插入导热槽中进行加热,利用蒸镀容器将加热器的加热部包裹起来, 从而防止了热辐射向外散发,使得绝大部分的热能都是用来加热蒸镀容器及 其内部的蒸镀材料,从而大大提髙了热能的利用率;同时也避免了向外散发 的热辐射造成的材料交叉污染问题,取得了显著的效果。
2. 本发明的加热器是设置在蒸镀容器的底部,而不和蒸镀容器内的材 料直接接触,因而加热器可以反复使用,提髙了利用率,同时也降低了成本。
3. 本发明的加热装置结构简单,且成本较低,适于推广应用。


图1是背景技术中加热装置的结构示意图
图2是本发明实施例一的剖视图
图3是本发明实施例一的俯视图4是本发明实施例一中蒸镀容器的立体图5是图4的剖视图6是图4的又一剖视图7是本发明实施例二的剖视图8是本发明实施例二中加热器的主视图9是本发明实施例二中加热器的俯视图。
其中1、蒸镀容器;2、加热器;3、导热槽4、加热部。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述 实施例一
参见附图2 6所示, 一种用于真空镀膜设备的加热装置,包括蒸镀容器 l和加热器2,所述蒸镀容器的底部向上凸起形成导热槽3;所述加热器的加 热部4与所述导热槽3配合加热。所述加热器2的中心部位向上凸起,形成 所述加热部4。本实施例的导热槽的形状是长方体形,所述加热器的加热部
54也是配合的长方体形。
上文中,所述蒸镀容器的底部向上凸起形成导热槽,是为了将加热器插 入导热槽中进行加热,利用蒸镀容器将加热器的加热部包裹起来,从而防止 了热辐射向外散发,使得绝大部分的热能都是用来加热蒸镀容器,从而大大 提高了热能的利用率;同时也避免了向外散发的热辐射造成的材料交叉污染 问题。所述蒸镀容器是现有技术,其组成材料可以是石英、石墨、氮化硼、 氧化铝、钽、钼、钨、铜、不锈钢或其它陶瓷和金属材料。所述加热器也是 现有技术,其材料可以是钽、钼、钨、或不锈钢,本实施例的加热器外形被 设计成长方体形,使其跟蒸镀容器配合,更适合于加热;同时,加热器中心 部位的加热部较薄且窄,而两端的连接电极较厚且宽,使得加热部的电阻远 大于连接电极处,因而热量绝大部分在加热部产生。
申请人对本发明的加热装置和现有的普通外加热式加热装置进行了实
验对比传统的加热装置所用的蒸镀容器是髙12.5mm、外径12.5mm、壁厚 0.8mm的石英坩埚;本实施例的蒸镀容器除了底部向上凸起形成导热槽外, 其外部尺寸和形状与普通的蒸镀容器相同然后分别在硅片上蒸镀lOOnm厚 的N,N'-(l-萘基)-N,N,-二苯基-4,4,-联苯二胺(简称NPB)的有机小分子薄膜, 所述NPB的分子式为C44H32N2,结构式为
其玻璃转化温度(Tg)-99TC;蒸镀温度大约为400",在蒸镀速率为 0.4nm/s的条件下,两种不同的加热装置都需要250s的蒸镀过程。实验证明 传统的加热装置需要100W的加热功率才能达到0.4nm/s的蒸镀速率,而本 发明的加热装置只需要30W的加热功率就能达到0.4nm/s的蒸镀速率因而 大大提高了热能的利用率;而对于传统的加热装置,这些近70W的被浪费 的功率,通过热辐射将在蒸镀室中引起较严重的材料交叉污染,从而难以达 到制备合格有机薄膜的目的。
实施例二
参见附图7 9所示, 一种用于真空镀膜设备的加热装置,包括蒸镀容器1和加热器2,所述蒸镀容器的底部向上凸起形成导热槽;所述加热器的加 热部4与所述导热槽配合加热。所述加热器2的中心部位向上凸起,形成所 述加热部4。本实施例的导热槽的形状类似于山包形,所述加热器的加热部 4也是配合的锐角形状。
权利要求
1.一种用于真空镀膜设备的加热装置,包括蒸镀容器(1)和加热器(2),其特征在于所述蒸镀容器的底部向上凸起形成导热槽(3);所述加热器的加热部(4)与所述导热槽(3)配合加热。
2. 根据权利要求1所述的用于真空镀膜设备的加热装置,其特征在于: 所述加热器(2)的中心部位向上凸起,形成所述加热部(4)。
3. 根据权利要求l所述的用于真空镀膜设备的加热装置,其特征在于 所述导热槽(3)有2个,对称位于蒸镀容器的底部中央位置。
4. 一种用于真空镀膜设备的加热装置的蒸镀容器,其特征在于所述 蒸镀容器的底部向上凸起形成导热槽。
全文摘要
本发明公开了一种用于真空镀膜设备的加热装置,包括蒸镀容器和加热器,所述蒸镀容器的底部向上凸起形成导热槽;所述加热器的加热部与所述导热槽配合加热。本发明提高了设备的热能利用率,并防止蒸镀室内材料的交叉污染。
文档编号C23C14/24GK101550532SQ20091002761
公开日2009年10月7日 申请日期2009年5月14日 优先权日2009年5月14日
发明者廖良生, 李述汤 申请人:苏州大学
再多了解一些
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