坩埚的制作方法

本实用新型涉及半导体制造技术领域，特别是一种真空镀膜用的坩埚。

背景技术：

随着有机薄膜电致发光显示器件(oled)、有机太阳能薄膜电池(opv)等技术的发展，使得有机半导体材料的应用及需求越来越广泛。以上两种技术均需要解决有机材料在真空下加热蒸发的问题。现如今oled照明器件主要通过蒸发镀膜的方法制备，在科研单位，高校很多科研人员在做oled有机材料的蒸镀研究，推动了小型蒸镀设备的发展，提高研发效率并尽可能使研发设备简单，是开发小型蒸镀设备的一个重要依据。同时opv的研发成果也正显示出其巨大的应用前景，其中有机层的制备方法有旋涂和真空蒸镀两种方法，未来有统一成真空蒸镀法的趋势。对于以上两种前沿技术而言，解决有机材料在真空中的蒸镀问题均尤为重要，开发出小型，节能，高效的蒸发坩埚是有机材料蒸镀的核心问题。

如何设计一种结构简单，便于加工的坩埚是本领域亟待解决的重要问题之一。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的是提供一种结构简单、高效加热且便于小型化应用的坩埚。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种坩埚，包括：

坩埚本体；

位于所述坩埚本体上的蒸发腔；

包埋于所述坩埚本体内的加热元件，所述加热元件位于所述蒸发腔的外周侧；

分别电性连接于所述加热元件两端的一对电极。

进一步地，所述加热元件位于所述坩埚本体背离所述蒸发腔的开口的一侧。

进一步地，所述加热元件为螺旋状的加热丝。

进一步地，所述加热元件为盘绕状的加热丝。

进一步地，所述加热丝为钨丝。

进一步地，所述坩埚还包括导热丝，所述导热丝由加热元件延伸到所述坩埚本体的侧壁。

进一步地，所述电极包括位于所述坩埚本体内且与所述加热元件的一端电性连接的第一端、与所述第一端相对设置且位于所述坩埚本体外的第二端。

进一步地，所述电极为电极棒或电极片。

进一步地，一对所述电极平行设置。

进一步地，所述坩埚本体为石英坩埚本体，所述坩埚本体呈一体式设置。与现有技术相比，本实用新型通过加热元件包埋于所述坩埚本体内，使得所述加热元件的外周壁与所述坩埚本体直接接触，在加热的过程中，直接通过所述坩埚本体向所述蒸发腔内进行热传递，热传递效果好；另外，所述坩埚的结构简单，便于生产，且产品良率高。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且连同其说明一起用于解释本实用新型的原理。

图1是本实用新型较佳实施例的坩埚的结构示意图；

图2是图1于另一角度的结构示意图；

图3是图1的分解图；

图4是图1于另一角度的结构示意图；

图5是图4沿a-a方向的剖视图；

图6是图5中的加热元件的另一种结构；

图7是本实用新型另一较佳实施例的坩埚的结构示意图，仅以图5视角进行示意。

附图标记说明：

100、100’-坩埚，1、1’-坩埚本体，2、2’-蒸发腔，21、21’-侧壁，22、22’-底壁，3、3’-加热丝，4、4’-电极，5-导热丝。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。

请参照图1～图6所示，为本实用新型第一较佳实施方式的坩埚100，可应用于真空蒸镀领域，尤其是在有机薄膜电致发光显示器件、有机太阳能薄膜电池的技术研发中，采用真空蒸镀的方法制备有机层时，用以蒸发有机材料。

所述坩埚100包括坩埚本体1、位于所述坩埚本体1上的蒸发腔2、包埋于所述坩埚本体1内的加热元件3、分别电性连接于所述加热元件两端的一对电极4。通过电极4给所述加热元件3提供电源，加热元件3给所述蒸发腔2提供热量，用以蒸发有机物等。

本领域技术人员可以理解的是：“所述加热元件3包埋于所述坩埚本体1内”指的是，所述加热元件3的外周壁被所述坩埚本体1包裹，两者直接接触；在加热的过程中，热量直接通过所述坩埚本体1向所述蒸发腔2内进行热传递，热传递效果好；且通过所述坩埚本体1包裹所述加热元件3，还可以防止所述加热元件3被氧化。

所述坩埚本体1可以采用现有技术中可行的任意材料，例如为石英坩埚本体。

优选地，所述坩埚本体1呈一体式设置，例如烧制形成一体式，整体强度高。

所述蒸发腔2用于放置待蒸发的有机物，本实用新型中，所述蒸发腔2为圆柱形槽，且形成所述蒸发腔2的侧壁21和底壁22的连接处为圆弧倒角，便于在使用前后对蒸发腔2进行清洗，防止有机物内混入杂质。

所述加热元件3位于所述蒸发腔2的外周侧，以通过热辐射的方式给所述蒸发腔2提供热量。同时，所述加热元件3设置在所述蒸发腔2外，与有机物不在一个空间内，可以避免所述加热元件3的损耗，也可以避免加热的有机物被污染。

优选地，所述加元件3位于所述坩埚本体1背离所述蒸发腔2的开口的一侧，从所述蒸发腔2的底部提供热源。一方面，使用过程中，所述蒸发腔2向上开口，所述蒸发腔2内的有机物与所述底壁22完全接触，而有机物与所述侧壁21的接触可能存在间隙，因此所述加热元件3从底部加热，可以快速且有效地给有机物加热，提供热量的利用率；另一方面，形成所述坩埚1的侧壁21较薄，将所述加热元件3设置于所述蒸发腔2的底部，便于生产制造。

进一步地，所述加热元件3为螺旋状，能够在有限的空间内延长所述加热元件3的长度，增大发热量。

或，所述加热元件3为盘绕状的加热丝，加热面积广，且能够使尽可能地均匀分布，以能够快速、均匀地给所述蒸发腔2提供热量。

一具体实施例中，所述加热丝为钨丝；所述加热丝为直径为0.1mm。

所述电极4包括位于所述坩埚本体1内且与所述加热元件的一端电性连接的第一端、与所述第一端相对设置且位于所述坩埚本体1外的第二端；所述第二端用以与外接电源连接。所述坩埚1工作时的电压在12v以下，电流在5a以下，常用功率为20w左右，满足小型化的应用。

一具体实施例中，所述电极4为电极棒；所述电极棒为钨棒，所述电极棒的直径为1mm、长度为20mm。

或，所述电极4为电极片(未图示)。

另外，一对所述电极4平行设置，便于与所述加热元件3连接、也便于与外接电源连通；并且在制备过程中，方便对所述加热元件3与所述电极4固定。

以下将通过上述坩埚1的制备方法进一步对其进行描述。将所述加热元件3的两端分别搭接在二根电极4上；再将搭接好的所述加热元件3和所述电极4伸入到一个石英管的下端内，将所述石英管的下端加热使其熔融直至将所述加热元件3与所述电极4均包裹到溶融的石英内，冷却后所述加热元件3与所述电极4即固化到石英内部，同时石英管的上端形成一个底端封闭的圆柱形槽，构成所述蒸发腔2。该方法通过熔融的石英包裹所述加热元件3、部分所述电极4并冷却固化，工艺简单可行，且能够形成坩埚本体1直接包裹所述加热元件3、部分所述电极4的坩埚1。

一具体的制备方法中，采用二根直径约1mm，长度约为20mm的钨棒作为电极棒，把直径约为0.1mm且绕成螺旋状后的钨丝的两端分别搭接在二个所述钨棒上；再将搭接好钨丝的钨棒伸入到一个石英管下端内，将所述石英管下端加热使其熔融直至将所述钨棒与所述钨丝均包裹到溶融的石英内，冷却后所述钨丝及所述钨棒即固化到石英内部，同时所述石英管的上端形成一个底端封闭的圆柱形槽，构成所述蒸发腔2。

请参照图7所示，为本实用新型第二较佳实施方式的坩埚100’，与第一较佳实施方式的区别仅在于：所述坩埚100’还包括位于坩埚本体1’内的导热丝5，所述导热丝5由加热元件3’延伸到所述坩埚本体1’上用以形成蒸发腔2’的侧壁21’，以能够在底壁22’和侧壁21’同时给蒸发腔2’提供热量，所述加热丝5呈网状分布，包裹所述蒸发腔2’，提高所述坩埚1的加热效率与加热的均匀性。其坩埚本体1’、蒸发腔2’、加热元件3’、电极4’均与第一较佳实施方式相同，于此不再赘述。

本实施例的制备方法可参考但不限于以下方法：采用内置有导热丝的石英管，采用第一较佳实施方式的制备方法制作坩埚100’，不再详细赘述。

综上所述，本实用新型的加热元件3、3’包埋于所述坩埚本体1、1’内，使得所述加热元件3、3’的外周壁与所述坩埚本体1、1’直接接触，在加热的过程中，直接通过所述坩埚本体1、1’向所述蒸发腔2、2’内进行热传递，热传递效果好；另外，所述坩埚100、100’的结构简单，便于生产，且产品良率高。

虽然已经通过例子对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。