一种沉积多元膜材的共蒸发系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种沉积多元膜材的共蒸发系统，所述共蒸发系统包括多个蒸发源，每个蒸发源配有蒸发源控制器，同时蒸发源放置于蒸发源封闭体内。所述共蒸发系统还带有蒸气混合室，各个蒸发源封闭体与蒸气混合室之间通过封闭管道连接，连接管道以及蒸气混合室配有加热装置，各个蒸发源与蒸气混合室的连接管道接口处以及蒸气混合室的出气口处安装了可变蒸气过滤器。通过本实用新型可在大面积衬底上制备出厚度及组分均匀的多元化合物薄膜。
【专利说明】一种沉积多元膜材的共蒸发系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及沉积多元膜材的材料沉积技术。
【背景技术】
[0002]常规的共蒸发系统(如图1所示)，包括蒸发源2用来沉积膜材到衬底I上。所述蒸发源2包括蒸发舟4以及加热器3，分别用来盛放膜材5并对膜材进行加热。在蒸发过程中，加热器3加热膜材5并使之气化。膜材蒸气在真空中混合然后冷凝在衬底I上从而在衬底上沉积两种膜材。部分蒸气会冷凝在腔室壁上(没有显示)或除衬底以外的其它部件上。
[0003]常规的共蒸发系统很难用于沉积两元以上的多元化合物薄膜，即使在沉积两元化合物薄膜时，也会由于衬底不同位置离蒸发源的距离不等，导致每个蒸发源在衬底不同位置的沉积不均匀，从而导致所沉积膜层的成分不均匀。同时由于蒸发源所产生的蒸气流能量无法控制，因此膜材沉积到衬底上的速率也无法控制。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于克服上述缺陷，提供一种沉积多元膜材共蒸发系统，能够实现多元膜材共蒸发且能够对共蒸发材料的混合比例、沉积速率精确控制同时具有较高沉积均匀性。
[0005]为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下:
[0006]沉积多元膜材的共蒸发系统，其包括多个蒸发源、多个蒸发源控制器、蒸发源封闭体、蒸气混合室、蒸气传输管道；所述的蒸发源用于蒸发多元膜材，每个蒸发源配有一个蒸发源控制器，用于精确控制膜材蒸气的流量；蒸发源封闭体能提高蒸发源的热效率，减少热量的散失；蒸发源产生的膜材蒸气经传输管道传送至蒸气混合室以产生混合蒸气，所述混合蒸气流向衬底在其表面沉积多元膜材的混合物。
[0007]进一步包括:混合蒸气传输管道，用于将混合蒸气引至衬底沉积表面附近，以减少膜材蒸气的泄漏。
[0008]进一步包括:加热装置，用于给传输管道以及混合室加热，以防止膜材蒸气在其表面冷凝。
[0009]进一步包括:蒸气过滤器，用于调节膜材蒸气流入蒸气混合室的流量，以及混合蒸气过滤器，用于调节混合蒸气流向衬底的流量。
[0010]进一步包括:所述的蒸气混合室位于衬底下方，同时混合蒸气被引向上方的衬底。
[0011]所述的蒸气混合室位于衬底上方，同时混合蒸气被引向下方的衬底。
[0012]本实用新型通过采用蒸发源控制器对膜材蒸气进行精确控制，以及增加蒸气混合室对多元膜材蒸气进行混合，同时通过蒸气过滤器对各个膜材蒸气以及混合后的混合蒸气的流量进行调节，确保了本实用新型所公开的共蒸发系统能够在大面积衬底上实现厚度及组分均匀的多元膜材沉积。通过在传输管道以及蒸气混合室表面增加加热装置，防止膜材蒸气在其表面的冷凝，减少了浪费。通过混合蒸气传输管道将混合蒸气传送至衬底沉积表面附近，减少了膜材蒸气的泄漏。此外，蒸气流可根据蒸发源和衬底的相对位置沿垂直、水平或其它方向流动，这使得沉积系统的构造和占地面积均比较灵活。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是【背景技术】中的共蒸发系统示意图；
[0014]图2是依照本实用新型的多元膜材共蒸发系统的主视图；
[0015]图3是图2中所述共蒸发系统的局部剖视图；
[0016]图4是依照本实用新型的倒易式共蒸发系统的剖视图；
[0017]图中，衬底1、蒸发源2、加热器3、蒸发舟4、膜材5、蒸气混合室6、蒸发源控制器7、蒸发源封闭体8、蒸气传输管道9、混合蒸气传输通道10、加热装置11、蒸气过滤器12、混合蒸气过滤器13。
【具体实施方式】
[0018]参照图2-3，本实用新型所述多元膜材共蒸发系统包括多个蒸发源2分别安装在蒸发源封闭体8的内部。所述蒸发源封闭体8分别与蒸气传输管道9相连，蒸气传输管道9用于引导膜材蒸气传输。每个蒸发源2包括单独的加热器3用于加热并蒸发膜材。每个加热器3分别由蒸发源控制器7控制，从而控制不同膜材的蒸发速率。
[0019]所述多元膜材共蒸发系统还包括:蒸气混合室6与蒸气传输通道9相互流体连通；蒸气过滤器12位于蒸气传输通道9的末端；混合蒸气过滤器13位于混合室出气口处；以及混合蒸气传输通道10用于引导混合蒸气流向衬底I。所述共蒸发系统还可包括腔室壁、真空抽气系统、装卸台以及衬底座和衬底传送系统，为了简洁起见这些都没有在图2-4中显
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[0020]本实用新型的简单工作原理如下:由蒸发源2所产生的膜材蒸气通过蒸气传输管道9流向蒸气混合室6，不同材料的膜材蒸气在蒸气混合室内混合或反应。混合蒸气再经过混合蒸气传输管道传输至衬底沉积表面附近，并最终沉积在衬底上。
[0021]进一步的，通过将蒸发源封闭于蒸发源封闭体内，提高了蒸发源的热效率，减少了热量散失。
[0022]进一步的，通过将膜材蒸气封闭在蒸气传输通道9以及蒸气混合室6内，防止了膜材的泄漏以及沉积在如腔室壁之类的无关物体上，减少了膜材的浪费。所述蒸气传输通道9的形状和尺寸可随蒸发源2的位置和几何结构变化而变化。
[0023]进一步的，工艺过程中通过加热装置11对蒸气传输通道壁以及混合室进行加热以防止蒸气在其表面冷凝。
[0024]进一步的，各膜材蒸气的流量密度可通过安装在蒸气传输通道9和蒸气混合室6界面处的蒸气过滤器12分别控制。同样混合蒸气的流量密度也可通过混合蒸气过滤器13进行调节，所述蒸气过滤器12以及混合蒸气过滤器13均可拆卸更换，这使得所述共蒸发系统有较好的灵活性和经济性。
[0025]在一些实施例中，所述混合蒸气传输通道10的长度是可变的(例如通过柔性管道来实现)，这使得混合蒸气传输通道出气口与衬底I之间的间隙可调节，较小的间隙可确保膜材蒸气最大程度地沉积到衬底I上以减少膜材的浪费，同时较大的间隙可提高所沉积膜层的均匀性，提高了工艺的灵活性。
[0026]在一些实施例中，所述共蒸发系统还可根据蒸发源和衬底的位置沿不同的方向放置。例如，如图4所示，所述共蒸发系统以倒置式方向放置，通过引导上方的混合蒸气流向下方并沉积在下方的衬底I表面。为简洁起见，所述蒸发源2、加热器3、蒸发源控制器7以及蒸发源封闭体8没有在图4中给出。当然所述共蒸发系统的蒸气流传输以及混合还可沿不同于以上实施例中所描述的其它方向布置。
【权利要求】
1.一种沉积多元膜材的共蒸发系统，其特征在于，其包括多个蒸发源、多个蒸发源控制器、蒸发源封闭体、蒸气混合室、蒸气传输管道；所述的蒸发源用于蒸发多元膜材，每个蒸发源配有一个蒸发源控制器，用于精确控制膜材蒸气的流量；蒸发源封闭体能提高蒸发源的热效率，减少热量的散失；蒸发源产生的膜材蒸气经传输管道传送至蒸气混合室以产生混合蒸气，所述混合蒸气流向衬底在其表面沉积多元膜材的混合物。
2.如权利要求1所述共蒸发系统，其特征在于，进一步包括:混合蒸气传输管道，用于将混合蒸气引至衬底沉积表面附近，以减少膜材蒸气的泄漏。
3.如权利要求1所述共蒸发系统，其特征在于，进一步包括:加热装置，用于给传输管道以及混合室加热，以防止膜材蒸气在其表面冷凝。
4.如权利要求1所述共蒸发系统，其特征在于，进一步包括:蒸气过滤器，用于调节膜材蒸气流入蒸气混合室的流量，以及混合蒸气过滤器，用于调节混合蒸气流向衬底的流量。
5.如权利要求1所述共蒸发系统，其特征在于，进一步包括:所述的蒸气混合室位于衬底下方，同时混合蒸气被引向上方的衬底。
6.如权利要求1所述共蒸发系统，其特征在于，所述的蒸气混合室位于衬底上方，同时混合蒸气被引向下方的衬底。
【文档编号】C23C14/24GK204125524SQ201420596130
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月16日 优先权日:2014年10月16日
【发明者】王开安, 黄仲漩, 丁坤宝, 林恩浩, 王大亮 申请人:奥昱新材料技术（嘉兴）有限公司