线性蒸发源装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种薄膜真空蒸镀装置，具体涉及一种线性蒸发源装置。该线性蒸发源装置包括加热层、材料腔室和线性槽，所述加热层设置于材料腔室的外部，所述线性槽设置于材料腔室的顶部并平行于材料腔室长度方向，所述线性槽是一体结构并具有本体和两个端部，所述材料腔室通过线性槽与腔室外部环境连通，所述端部的宽度比线性槽本体的宽度宽。本发明通过改进蒸发源结构，适当增加基板边缘处的材料沉积量，改善现有技术中“中间厚边缘薄”的现象，降低线性槽蒸发出的材料气体在线性槽槽口上的凝结对镀膜均匀性的影响，有效提高基板中间部分和边缘处膜厚均匀性。
【专利说明】线性蒸发源装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种薄膜真空蒸镀装置，具体涉及一种线性蒸发源装置。
【背景技术】
[0002]铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池是20世纪80年代后期开发出来的新型太阳能电池，具有稳定性好、抗辐照性能好、成本低、效率高、污染小等优点，光电转换效率居于各种薄膜电池之首，据最新消息Manz公司量产的组件效率已达14.6%，极具应用前景。CIGS薄膜太阳能电池的关键技术在于CIGS薄膜层的制备，当前CIGS薄膜层的制备方法包括:真空蒸镀法、电沉积法、磁控溅射法等；制备技术工艺的不同将影响CIGS薄膜的结构、形貌、光学和电学特性以及半导体材料的成本；而在上述几种制备方法中，真空蒸镀法所制备的CIGS薄膜太阳能电池转换效率最高，表面成膜较好，工艺操作较为简单，是目前最常见的CIGS制备方法。
[0003]真空蒸镀法是在真空条件下，把铜、铟、镓、硒四种元素蒸发并沉积到基板表面，从而形成薄膜；该种方法按照蒸发热源的不同，可以分为点源蒸发和线源蒸发。点源蒸发即为利用热源使铜、铟、镓、硒四种元素蒸发并分别沉积到基板之上，且其中的每种元素只有单一蒸发口 ；线源蒸发则是使用包含多个蒸发口的线性容器，同一时间材料从多个蒸发口出来并沉积到基板上，相较之下线源蒸发具有较高的材料利用率，并可减少源与基板之间的距离，缩小设备尺寸。但是，参见图1，由于线源蒸发装置具有多个蒸发口，在蒸镀工艺中，基板中间部分a沉积的材料来自至少两个蒸发口或源蒸发点，基板边缘部分b沉积的材料明显少于中间部分a沉积的材料，导致基板中间部分的膜厚比边缘部分厚；此外，线性槽边缘处蒸发出的材料气体中有部分未能沉积至基板上，而这部分材料气体遇冷后易在线性槽边缘处的槽口凝结，导致边缘处槽口变小，进一步减少沉积在基板边缘部分的材料量，严重影响基板边缘处和中间部分膜厚的均匀性。
`[0004]因此，需要一种线性蒸发源装置，克服线源蒸镀时基板边缘处膜层较薄的问题，提高基板边缘和中间部分膜层厚度的均匀性。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种线性蒸发源装置，通过增大线性槽边缘处的尺寸，达到增加沉积在基板边缘处的材料厚度的目的，同时降低线性槽边缘处蒸发出的材料气体在边缘处槽口上的凝结对镀膜均匀性的影响，进而提高基板边缘和中间部分膜厚的均匀性。
[0006]本发明的目的通过下述技术方案实现:一种线性蒸发源装置，包括加热层、材料腔室和线性槽，所述加热层设置于材料腔室的外部，所述线性槽设置于材料腔室的顶部并平行于材料腔室长度方向，所述线性槽是一体的通孔结构并具有本体和两个端部，所述材料腔室通过线性槽与腔室外部环境连通，所述端部具有比线性槽本体宽的宽度。所述宽度是指垂直于线性槽且平行于材料腔室顶部方向的尺寸；所述材料腔室长度方向是指材料腔室尺寸较长的方向。[0007]优选地，所述端部比线性槽本体宽3-7毫米，更优选地，所述端部比线性槽本体宽5毫米。
[0008]进一步地，所述线性槽的宽度为18-22毫米，所述端部的宽度为21-29毫米；更进一步地，所述线性槽的宽度为20毫米，所述端部的宽度为25毫米。
[0009]所述端部的长度为80-120毫米；优选地，所述端部的长度为100毫米。所述端部的长度是指同侧从线性槽本体的边缘到线性槽的边缘的距离。
[0010]进一步地，所述端部的宽度是从线性槽本体的宽度逐渐变大的；所述端部的最大宽度比线性槽本体宽3-7毫米，所述端部的最大宽度比线性槽本体优选宽5毫米。
[0011]所述加热层设置于材料腔室外部并包围材料腔室，所述线性槽贯穿加热层。所述线性槽的高度是材料腔室壁厚与加热层厚度之和；所述线性槽的总体长度小于或等于材料腔室的长度。
[0012]所述材料腔室的形状可以是圆柱体；材料腔室是圆柱体时，所述宽度是指线性槽或端部投射在材料腔室圆形截面的弦长，所述材料腔室长度方向是指圆柱体的中心轴向；所述端部对应的弦长比线性槽本体对应的弦长长；对于所述端部的宽度是从线性槽本体的宽度逐渐变大的情况，端部对应的弦长从线性槽本体对应的弦长逐渐变大，端部的最大宽度是指端部投射在材料腔室圆形截面的最大弦长。
[0013]所述加热层包含若干个加热装置，所述加热装置可以是电加热装置、感应加热装置或红外加热装置中的一种。
[0014]在进行真空蒸 镀工艺时，基板被置于线性蒸发源装置的顶部上方，所述材料腔室内的材料被加热层加热后变成气态材料，该气态材料通过线性槽向材料腔室外扩散，并沉积到基板上凝结形成膜层。
[0015]与现有技术相比，本发明的线性蒸发源装置通过加宽线性槽端部的宽度，使线性槽边缘处的材料蒸发量相比线性槽本体的材料蒸发量增大，从而弥补了现有技术中基板边缘部分材料蒸发量少的缺陷；同时，在一定程度上降低了线性槽蒸发出的材料气体在线性槽槽口上的凝结对镀膜均匀性的影响，有效提高了基板中间部分和边缘部分膜厚的均匀性。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是线性蒸发源装置在基板上沉积范围示意图；
图2是本发明的实施例1的线性蒸发源装置的俯视结构示意图；
图3是图2中A-A位置处截面结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步详细的说明，但不限于本实施例的内容。
[0018]实施例1
参见图2和图3，一种线性蒸发源装置，包括加热层10、材料腔室20和线性槽30，所述加热层10设置于材料腔室20的外部，所述线性槽30设置于材料腔室20的顶部并平行于材料腔室20长度方向，所述线性槽30是一体的通孔结构并具有本体和两个端部31，所述材料腔室20通过线性槽30与腔室外部环境连通，所述端部31具有比线性槽本体宽的宽度。
[0019]本实施例中，所述材料腔室20是圆柱体，所述端部31的宽度是从线性槽30本体的宽度逐渐变大的；所述线性槽30本体的宽度是20毫米，所述端部31的最大宽度比线性槽30本体的宽度大5毫米，所述端部31的最大宽度是25毫米；所述端部的长度是100毫米。
[0020]本实施例中，所述线性槽30的长度小于材料腔室20的长度；所述加热层10包围材料腔室20，所述线性槽30贯穿加热层10，线性槽30的高度等于材料腔室20壁厚与加热层10厚度之和；所述的加热层10中设置电加热装置，所述电加热装置是电热丝。
[0021]实施例2
本实施例与实施例1中相同或相似的技术内容在本实施例中不再叙述。
[0022]本实施例中，所述材料腔室20是圆柱体，所述线性槽30本体的宽度(对应的弦长)是18毫米，所述端部31的宽度(对应的弦长)比线性槽30本体的宽度大3毫米，所述端部31的宽度是21毫米；所述端部的长度是80毫米。
[0023]本实施例中，所述线性槽30的长度小于材料腔室20的长度；所述加热层10包围材料腔室20，所述线性槽30贯穿加热层10，线性槽30的高度等于材料腔室20壁厚与加热层10厚度之和；所述的加热层10中设置感应加热装置。
[0024]实施例3
本实施例与实施例1中相同或相似的技术内容在本实施例中不再叙述。
[0025]本实施例中，所述材料腔室20是圆柱体，所述线性槽30本体的宽度(对应的弦长)是22毫米，所述端部31的宽度(对应的弦长)比线`性槽30本体的宽度大7毫米，所述端部31的宽度是29毫米；所述端部的长度是120毫米。
[0026]本实施例中，所述线性槽30的长度小于材料腔室20的长度；所述加热层10包围材料腔室20，所述线性槽30贯穿加热层10，线性槽30的高度等于材料腔室20壁厚与加热层10厚度之和；所述的加热层10中设置红外加热装置。
【权利要求】
1.一种线性蒸发源装置，包括加热层、材料腔室和线性槽，所述加热层设置于材料腔室的外部，所述线性槽设置于材料腔室的顶部并平行于材料腔室长度方向，其特征在于，所述线性槽是一体结构并具有本体和两个端部，所述材料腔室通过线性槽与腔室外部环境连通，所述端部的宽度比线性槽本体的宽度宽。
2.根据权利要求1所述的线性蒸发源装置，其特征在于，所述端部比线性槽本体宽3-7毫米。
3.根据权利要求2所述的线性蒸发源装置，其特征在于，所述线性槽的宽度为18-22毫米，所述端部的宽度为21-29毫米。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的线性蒸发源装置，其特征在于，所述端部的长度为80-120毫米。
5.根据权利要求1所述的线性蒸发源装置，其特征在于，所述端部的宽度是从线性槽本体的宽度逐渐变大的，所述端部的最大宽度比线性槽本体宽3-7毫米。
6.根据权利要求1中所述的线性蒸发源装置，其特征在于，所述加热层包围材料腔室，所述线性槽贯穿加热层。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的线性蒸发源装置，其特征在于，所述材料腔室是圆柱体。
8.根据权利要求7中所述的线性蒸发源装置，其特征在于，所述加热层包含若干个加热装置，所述加热装置是电加热装置、感应加热装置或红外加热装置中的一种。
【文档编号】C23C14/24GK103834919SQ201210483720
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2012年11月23日 优先权日:2012年11月23日
【发明者】于大洋, 徐剑平, 丁建 申请人:北京汉能创昱科技有限公司