专利名称：线型沉积源的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种线型沉积源，更具体而言，涉及这样一种线型沉积源，该线型沉积源能够通过使用板型加热源来提高加热效率并且降低加热温度，和/或能够通过在壳体中包括一个具有冷却水管线(或者通道)的冷却套来提高冷却效率。
背景技术：
总体而言，有几种在基板上形成薄膜的方式，包括物理汽相沉积(譬如真空蒸发法、离子镀法以及溅射法)，和借助气体反应的化学汽相沉积。
在譬如半导体器件、有机电致发光器件或者其它光学涂层之类的各种领域中，使用真空蒸发法来形成薄膜。在所述真空蒸发法中，使用一种间接加热系统(或者感应加热系统)中的沉积源作为沉积源。
间接加热系统中的沉积源用于把容纳进一个坩埚中的沉积材料加热到一个预定的温度(例如对于Al而言约1200℃)以蒸发所述沉积材料。这种沉积源包括一个加热器，用于加热所述坩埚，和一个喷嘴单元，用于向基板上喷射从加热的坩埚发出的沉积材料。
然而，与溅射沉积等等相比，使用间接加热系统进行大尺寸的沉积比较困难。因此，可能需要线性地布置若干沉积源或者可能需要使用线型沉积源，以利用间接加热系统进行大尺寸的沉积。
在使用上述线型沉积源时，使用一种线型加热源来加热一个坩埚。诸如Ta、Mo和W之类的金属材料用作线型加热源，并且用电阻加热系统来加热这种线型加热源。
然而，上述线型加热源可能由于所述材料的固化而易于破裂，这是因为要把它加热至一个高的温度以适当地把坩埚的温度提高到所需温度，而且线型加热源的高的温度可能在所需温度之上。
还有，由于线型加热源的线性形状只加热所述坩埚在平面上的一定区域，而且线型沉积源除了所述坩埚以外还包括线型沉积源的其它构件(即，用于隔绝向壳体的热传递的附加隔绝部分、外壳，等等)，因此，这种线型加热源热传递的效率低下(以施加的电能为基准)。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种板型加热源，以有效而均匀地加热坩埚。
本发明另一目的是提供一种壳体，用于容纳和绝缘加热源和坩埚，并且形成有冷却水管线，用于以减小的尺寸而有效地冷却壳体。
本发明的一个方面提供一种线型沉积源，所述线型沉积源能够通过使用一种板型加热源来提高加热效率和降低加热温度，具有快速的温度上升速率、防止加热源破裂，和/或能够通过在壳体中包括一个具有冷却水管线(或者通道)的冷却套提高冷却效率。
本发明的一个实施例提供一种线型沉积源，包括布置在一个沉积室中的坩埚，该坩埚用于蒸发包含在所述坩埚中的材料；加热源，用于对所述坩埚加热；壳体，用于隔绝从加热源发出的热量；外壁，用于固定所述坩埚；和喷嘴单元，用于喷射从所述坩埚蒸发的材料。在此沉积源中，所述加热源是板型加热源，并且所述壳体具有冷却水管线，从而冷却水可以流过该冷却水管线。
所述板型加热源可以是板型电阻加热源。所述板型电阻加热源可以由从碳复合材料、SiC、石墨和其组合的组中选择的材料制造。所述板型电阻加热源可以提供范围约为400℃至900℃的加热温度。
还有，本发明的线型沉积源可以还包括位于所述加热源的一部分与所述壳体的一部分之间的反射器，用于防止热量从所述加热源向壳体方向传递。所述反射器可以包括至少两个(2个)反射器。另外，所述反射器还可以包括至少四个(4个)反射器。
图1是示出根据本发明一个实施例的线型沉积源的分解剖视图。
图2是示出图1所示的加热源和壳体的示意图。
图3是示出根据本发明另一个实施例的加热源和壳体的示意图。
具体实施例方式
在下面的详细说明中，以示例的方式示出和阐述本发明的某些示例性实施例。本领域技术人员可以看出，所述的示例性实施例可以以各种方式进行修改而不偏离本发明的精神和范畴。因此，这些附图和说明应当认为是阐述性的，而不是限制性的。
图1是示出根据本发明一个实施例的线型沉积源100的分解剖视图。
图1所示的线型沉积源100包括布置在一个沉积室(图中未示出)中的坩埚10，所述坩埚用于蒸发包含在坩埚10中的金属和/或无机材料；加热源30，用于对坩埚10加热；壳体50，用于隔绝从加热源30发出的热；外壁70，用于固定坩埚10；和喷嘴单元90，用于喷射从坩埚10蒸发的材料。在图1中，加热源30具有板的形状(即，它是一种板型加热源)，并且壳体50具有冷却水管线，从而冷却水可以在其中流动。
与常规的线型加热源不同，图1所示的板型加热源30可以使用低的温度而更有效地向坩埚10传热，并且可以更加快速地升高坩埚10的温度，因为它与常规的线型加热源相比有一个更大的热辐射面积。还有，由于加热源30具有板的形状，因此与常规的线型加热源相比它可以减少断裂损坏。
坩埚10包括沉积材料，例如金属和/或无机材料，比如LiF、Mg、Ag和/或Al，并且加热源30围绕坩埚10布置以加热坩埚10。
坩埚10和加热源30安装在壳体50中，并且壳体50布置为隔绝从加热源30发出的高热量。
坩埚10、加热源30和壳体50固定在外壁70的内侧以形成线型沉积源100。
另外，如图1中所示，一个喷嘴单元90穿过上述的壳体50布置在外壁70的一侧中以喷射从坩埚10蒸发出的沉积材料。
图2是示出图1所示的加热源30和壳体50的示意图。
如图1和图2中所示，加热源30分别地安装进坩埚10的上部和下部。加热源30包括一个板型加热器31。板型加热器31是一种电阻加热源，并且可以用从碳复合材料、SiC，和/或石墨中选择的材料制造。如果加热器31用从碳复合材料、SiC，和/或石墨中选择的材料制造，那么材料成本低于用从Ta、Mo和/或W选择的材料制造的常规金属的线型加热器。另外，加热器31具有改进的加热能力，因为它具有板的形状。
还有，板型加热器31具有比坩埚10大的平面面积，以有效地向坩埚10传递热。为了沉积金属和/或无机材料，加热器31，即板型的电阻加热源提供范围约为400℃至900℃的加热温度。
支架33和反射器35布置为向着加热器31的外侧，具体而言，支架33和反射器35从加热器31向着外壁70侧布置。支架33成对地布置，以便在一对支架33之间支撑反射器35，并且向着布置坩埚10的方向支撑板型加热器31。
反射器35布置为隔绝从加热器31向外壁70方向发出的热量。在图1和图2中，因为需要高热量来加热金属和/或无机材料，因此在线型沉积源100中有至少两个反射器35，具体而言，有至少两个(2个)反射器35，其中一个反射器35用于上加热源30，而另一个反射器35用于下加热源30以隔绝热。
在图2中，壳体50布置在支撑反射器35的支架33的外侧，具体而言是布置在外壁70侧，如图1中所示。壳体50包括一个绝热部分57，并且绝热部分57用石墨毡制造，并且包围其中布置有坩埚10和加热源30的线型沉积源100的整个内部空间区域。
一个冷却套单元59布置在绝热部分57的外侧，并且冷却套单元59也包括在壳体50中。在图2中，在冷却套单元59中形成冷却水管线(或者通道)55，通过让冷却水流经冷却水管线55来冷却冷却套单元59。
如此，通过在壳体50本身中包括其中形成有冷却水管线55的冷却套单元59，可以有效地冷却图1和图2中所示的线型沉积源100，同时减少所占据的体积。
如同以上所述的绝热部分57那样，冷却套单元59在绝热部分57的外侧包围其中布置有坩埚10和加热源30的线型沉积源100的整个内部空间区域。
加热源30可以分别地布置在坩埚10的上部和下部。分别地，布置在上部的加热源30从第一电源(图中未示出)接收电力，而布置在下部的加热源30从第二电源(图中未示出)接收电力。所述第一电源和第二电源连接为受一个控制器(图中未示出)控制，并且所述第一和第二电源布置得使从第一电源和第二电源提供的电力可以分别独立地由所述控制器控制。
还有，所述控制器可以还包括一个测量装置(图中未示出)用于测量从坩埚10发出的沉积材料的沉积速率。在一个实施例中，为了实际测量沉积速率，用于测量沉积速率的测量装置(图中未示出)在线型沉积源100中沿基板(图中未示出)方向布置，并且在线型沉积源100中布置在喷嘴单元90的前表面上。就是说，测量装置布置在沉积装置中。还有，所述控制器还可以包括一个比较器，用于把使用所述测量沉积速率的测量装置得到的沉积材料的沉积速率与设定的基准沉积速率相比较。
因此，可以通过把使用所述测量沉积速率的测量装置得到的实际沉积速率与设定的基准沉积速率相比较，来控制受所述控制器控制的、从第一电源和第二电源供给的电力，从而可以分别地控制布置在坩埚10的上部的加热源30和布置在坩埚10的下部的加热源30。
图3是示出根据本发明另一个实施例的加热源30’和壳体50’的示意图。
参见图3，加热源30’具有一个位于加热源30’中的板型加热器31’。另外，加热源30’具有从加热器31’向着外壁(例如外壁70)布置的一些支架33’和反射器35’。这些支架33’成对地布置，以便在支架33’之间支撑反射器35’，并且向着布置坩埚(例如坩埚10)的方向支撑板型加热器31’。
反射器35’布置为隔绝从加热器31’向外壁(例如外壁70)方向发出的热量。在图3中，因为需要高热量来加热金属和/或无机材料，因而有至少两个(2个)反射器35’，具体而言，有至少四个(4个)反射器35’，其中至少两个(2个)反射器35’用于上加热源30’，并且至少两个反射器35’用于下加热源30’，以隔绝热。
与上面在图2中所示的实施例不同，在壳体50’中可以省略一个绝热部分(例如绝热部分57)，因为在图3所示的实施例中，至少有两个反射器35’，所述至少两个反射器35’主要是隔绝从板型加热器31’发出的热量，以提高热绝缘效率。在图3中，壳体50’包括一个冷却套单元56。
在图3中，在冷却套单元56中形成一个冷却水管线55’，通过让冷却水流经冷却水管线55’来冷却冷却套单元56。
包括冷却套单元56的壳体50’包围其中布置有坩埚(例如坩埚10)和加热源30’的整个内部空间区域，因此，冷却套单元56也包围整个内部空间区域。
尽管结合一定的示例性实施例说明了本发明，但是本领域技术人员应当理解，本发明不限于所公开的实施方式，相反，本发明欲涵盖包括在所附权利要求书以及其等同替换中的精神和范畴之内的各种修改。
权利要求
1.一种线型沉积源，包括坩埚，用于蒸发包含在该坩埚中的材料；加热源，用于对所述坩埚加热；和保持装置，用于相对于坩埚设置加热源，其中所述加热源是板型加热源。
2.如权利要求1所述的线型沉积源，其中所述保持装置包括壳体，用于容纳加热源和坩埚，且用于隔绝从该加热源发出的热量。
3.如权利要求2所述的线型沉积源，进一步包括用于容纳和支撑壳体的外壁。
4.如权利要求3所述的线型沉积源，进一步包括喷嘴单元，用于喷射从所述坩埚蒸发的材料。
5.如权利要求4所述的线型沉积源，其中所述壳体具有冷却水管线，从而冷却水可以流过该冷却水管线。
6.如权利要求1所述的线型沉积源，其中所述板型加热源是板型电阻加热源。
7.如权利要求6所述的线型沉积源，其中所述板型电阻加热源包括从碳复合材料、SiC、石墨和其组合的组中选择的材料。
8.如权利要求6所述的线型沉积源，其中所述板型电阻加热源提供范围约为400℃至900℃的加热温度。
9.如权利要求2所述的线型沉积源，进一步包括位于所述加热源的一部分与所述壳体的一部分之间的反射器，用于防止热量从所述加热源向壳体方向传递。
10.如权利要求9所述的线型沉积源，其中所述反射器包括至少两个(2个)反射器。
11.如权利要求9所述的线型沉积源，其中所述反射器包括至少四个(4个)反射器。
12.如权利要求2所述的线型沉积源，进一步包括至少两个(2个)位于所述壳体与加热源之间的反射器，用于防止热量从加热源向所述壳体方向传递。
13.如权利要求2所述的线型沉积源，其中所述壳体包括绝热部分和布置在该绝热部分外侧的冷却套。
14.如权利要求13所述的线型沉积源，其中所述冷却套具有冷却水管线，从而冷却水可以流过该冷却水管线。
15.如权利要求13所述的线型沉积源，其中所述绝热部分包括石墨毡。
16.如权利要求13所述的线型沉积源，进一步包括位于加热源和绝热部分之间的反射器。
17.如权利要求1所述的线型沉积源，进一步包括一对支架和设置于这对支架之间的反射器。
18.一种线型沉积源，包括坩埚，用于蒸发包含在该坩埚中的材料；加热源，用于对所述坩埚加热；壳体，用于隔绝从加热源发出的热量；外壁，用于固定所述坩埚；喷嘴单元，用于喷射从所述坩埚蒸发的材料；和至少两个(2个)位于所述加热源和所述壳体之间的反射器，所述至少两个(2个)反射器用于防止热量从加热源向所述外壁方向传递，其中所述加热源是板型加热源。
19.如权利要求18所述的线型沉积源，进一步包括一对支架，其中所述至少两个(2个)反射器位于这对支架之间。
20.如权利要求18所述的线型沉积源，其中所述壳体具有冷却水管线，从而冷却水可以流过该冷却水管线。
全文摘要
本发明公开一种线型沉积源，该沉积源能够通过使用板型加热源来提高加热效率并且降低加热温度，和/或能够通过在一个壳体中包括一个具有冷却水管线(或者通道)的冷却套来提高冷却效率。所述线型沉积源包括布置在一个沉积室中的坩埚，所述坩埚用于蒸发包括在所述坩埚中的材料；加热源，用于对所述坩埚加热；壳体，用于隔绝从加热源发出的热量；外壁，用于固定所述坩埚；和喷嘴单元，用于喷射从所述坩埚蒸发的材料。在该沉积源中，所述加热源是板型加热源，并且所述壳体具有冷却水管线，从而冷却水可以流过该冷却水管线。
文档编号C23C14/26GK1924079SQ200610127709
公开日2007年3月7日 申请日期2006年8月30日 优先权日2005年8月31日
发明者郑珉在, 金度根, 康熙哲 申请人:三星Sdi株式会社