喷嘴而到达基板4，以沉积蒸汽于基板上。
[0061]提供用于锂(或其他碱金属)的例如线形蒸汽分配喷头与液体流控制结合使得能够进行均匀大面积涂布。可利用控制阀控制流量，可依据沉积速率监测器和/或液体流量计来控制控制阀。因此，线形蒸汽分配喷头可有益地用于在线沉积工具，在在线沉积工具中一或更多基板或内置基板的一或更多载具被输送经过喷头。
[0062]图4图示用于蒸发碱金属或碱土金属的沉积装置的又进一步方面和相应控制。关于图4描述的各方面可各个地或结合地与本文描述的其他实施方式结合。第一腔室410提供例如液体锂402。通常，可提供约200°C的温度。如此，待于腔室220中沉积于基板4上的金属锂呈液态且能以液体形式流向腔室220。因锂的高反应性而可能产生的诸如非金属锂化合物(例如氧化锂)之类的锂化合物在此温度下不会熔化，故不会流向腔室220。因而可将此类锂化合物排除在工艺之外。
[0063]用于熔化锂的第一腔室处于压力与环境受控的气氛411。保护气体(例如氩气)经由导管421提供至腔室410。阀420将氩气环境控制在例如100至300毫巴的过压，比如200毫巴。在维护或再填充腔室410期间，手动阀426可用于使用氩气来净化储槽。腔压由压力表422监测。额外地或替代地，压力表亦可朝向腔室410的顶部设置，以便能额外或替代地测量区411的压力。再者，根据一些实施方式，液位传感器可设于腔室410，以便能额外地测量腔室410内的液体Li液位。信号线423提供检测信号至控制器424。控制器424控制阀420，以用于调整腔室410内的氩气流量。如此可为腔室410提供受控的保护环境。如上所述，腔室410由根据本文描述的实施方式的加热元件加热。另外，可提供绝热结构(图4未图示)，以改善热控制。
[0064]液体金属锂经由导管120流向阀430。因此，如标记数字15所指示，可为导管提供加热套15，以避免由锂固化导致导管阻塞。阀430具有阀壳460。液体锂流经阀壳。液体锂的量由致动器462控制。致动器462可为电动的。亦可使用其他致动器，例如气动或液压制动器。然而在沉积设备内的高温与受控气氛条件下，电致动可能是有利的。连接器431提供来自控制器435的信号线434的输入端。控制器435提供控制信号，用以控制液体锂通过阀430的流率。控制器可为能控制腔室220内的基板4上的锂沉积速率的任何控制器。作为一个实例，可使用反馈控制，反馈控制可例如采用PID控制器。反馈控制如图4的信号线432和信号线433所示，信号线432提供与腔室220内的沉积速率相关的信号至控制器435，信号线433提供标称值供PID控制器比对。根据附加或替代修改例，质量流量控制器的信号或另一与沉积速率相关的信号亦可用作控制器435的控制信号。
[0065]如此，阀430控制通过阀壳460和导管120的流率。阀430下游有另一导管120流体连接沉积腔室220与阀430，进而连接第一腔室410。在腔室220中，液体金属锂在沉积于基板上之前急骤蒸发。因此，蒸发区或蒸发腔室设于腔室220中，蒸发区或蒸发腔室的温度可为600°C或高于600°C，或甚至为800°C或高于800°C。根据典型实施方式，蒸发区或蒸发腔室亦可设在阀与腔室220之间。然而应考虑靠近喷头或甚至在喷头内蒸发可减少操作期间要被维持在蒸汽温度(例如>600°C )的元件。
[0066]图5图示流程图500，流程图500说明蒸发材料的方法的实施方式，所述材料包含碱金属或碱土金属，特别是金属锂。所述方法包括如由标记数字502指示的在第一腔室中液化材料。在步骤504中，引导液化材料，以使液化材料从第一腔室经由控制阀而到达第二腔室。在步骤506中，在第二腔室中蒸发材料，及在步骤508中，将材料的蒸汽引导至基板上。
[0067]根据典型实施方式，蒸发步骤506可由急骤蒸发提供，特别是在600°C或高于600°C下的急骤蒸发。例如，温度可为800°C或高于800°C。然而，在步骤506之前，即在步骤502和步骤504中，液化材料被维持在比待沉积材料的熔点高5°C至30°C、5°C至60°C或5°C至100°C的温度，以金属锂为例为190°C至290°C。故沉积装置和沉积设备的设在用于蒸发材料的第二腔室上游的部件可具有有限的耐高温性。也就是说，根据本文描述的实施方式，这些部件只需承受锂或另一材料呈液体时的温度。这在这些材料也是高反应性材料时可能是特别有利的。
[0068]根据可与本文描述的其他实施方式结合的又进一步实施方式，如步骤510中进一步所示，可提供闭环控制，用以控制阀，以调整液化材料通过阀的流率。阀的闭环控制比一般锂蒸发器简单，因为阀的闭环控制只需控制液体材料通过阀的流率。反馈控制信号可因此选自由以下各项组成的群组:用于蒸汽沉积的真空腔室中的沉积速率监测器、用于引导液化材料至第二腔室的系统中的流量计(比如质量流量控制器)、层厚度测量(比如涡流测量)、喷头内的蒸汽压测量和上述各项的组合。
[0069]根据本文描述的实施方式，对沉积速率的控制被简化且更稳定。由于控制液体材料通过阀的流率，故不再需要通过腔室内的腔室温度来控制沉积，其中材料在腔室中熔化及蒸发。这种腔室温度很难控制，因为尽管温度可以稳定，但蒸发速率仍可能随贮槽内含物的使用时间而不同。这是因为蒸发速率亦取决于金属Li接触加热腔室的“表面积”，因为金属Li与非金属Li化合物(反应或氧化的Li的较高熔化相)的体积比(和因此表面积比)可能会改变，因此蒸发速率随贮槽使用时间而变化。本文描述的实施方式利用流经阀(例如质量流量控制器)的液体Li的量来控制沉积速率，此液体Li的量将在“急骤蒸发腔室”中完全蒸发，所述“急骤蒸发腔室”即蒸汽分配喷头或在阀与蒸汽分配喷头之间的另一腔室。若只有金属Li在第一腔室中熔化(使温度保持高于Li熔化温度但低于反应的Li化合物的熔化温度)而流入第二急骤蒸发腔室，则能确保Li完全蒸发。
[0070]根据本文描述的实施方式，应理解供液体材料蒸发的第二腔室、区段或区域可由各种部件提供。第二腔室、区段或区域设在用于控制液体材料流量的阀的下游，即阀位于第二腔室、区段或区域与用于液化材料的腔室之间。例如，第二腔室、区段或区域可由独立腔室提供、可由蒸发喷嘴或蒸汽分配喷头提供、可由在蒸汽分配喷头内或近旁且有足够表面接触面积以提供足够能量来蒸发材料的表面提供(所述表面接触面积例如在Icm2至50cm2的范围内，例如Icm2至1cm2)或可由蒸汽分配喷头的入口管提供。例如，入口管可与蒸汽分配喷头一体形成。故第二腔室、区段或区域可被提供以使得在从控制阀(例如参见阀130和430)到蒸汽分配喷嘴或喷头的途中升温，通常是突然升温以进行急骤蒸发。通常，所有液体材料都蒸发，且控制液体材料流率亦控制沉积速率。
[0071]鉴于上述内容，亦可减少本文描述的实施方式的硬件需求，特别是对隔开材料源与蒸发用第二腔室、区段或区域的阀(例如参见阀130和430)的需求。就常见的单一腔室系统而言，其中锂在阀上游的腔室中熔化及蒸发，阀必须承受600°C至800°C范围内的温度，以避免蒸发的Li金属蒸汽冷凝及阻塞路径。根据本文描述的实施方式，阀和/或质量流量控制器和使材料源与第二腔室、区段或区域流体连通的导管可能只要承受最高350°C。
[0072]图6图示具有沉积装置600的沉积设备的部分截面示意图。故图6示出一个实施方式且可用于描述更进一步的实施方式。内含待蒸发材料(例如锂)的第一腔室或储槽110设在罩壳650中。例如，罩壳可以是绝热的。如此可为第一腔室和阀体460以及导管120提供控温环境。根据典型实施方式，温度可控制成从185°C至250°C，例如约200°C。对于除锂外的碱金属或碱土金属而言，可依据熔点来提供及调整成其他温度，以钾为例为63°C或高于63°C。根据可与本文描述的其他实施方式结合的典型实施方式，用于液化材料的温度可被设成比待沉积于基板上的材料的熔点高5°C至100°C。
[0073]如图6所示，第一腔室110具有凸缘680，能通过打开外壳610而露出凸缘680。凸缘680可连接至用于再填充将被提供于沉积装置600中的材料的容器684的凸缘682。容器684与第一腔室或储槽110的连接由箭头685表示。根据典型实施方式，可在保护气氛下施行再填充过程，例如氩气气氛。因此，可使用手套箱连接或其他合适的方式来隔开再填充区域与常态气氛。
[0074]根据可与本文描述的其他实施方式结合的典型实施方式，第一腔室可整体或局部配设加热系统615，以熔化第一腔室的加热部分中的材料。第一腔室110与控制阀460流体连通。由导管120提供所述流体连通。在阀下游，蒸汽分配喷头112被提供成与阀460流体连通。根据又进一步实施方式，如上所述，亦可通过加热罩壳650而加热第一腔室。
[0075]加热罩壳650后，储槽110、导管120和阀130即被加热到碱金属的熔点，金属则熔化或液化且以液体形式流经导管。