蒸发单元的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及使材料蒸发并真空沉积在基材上的领域。
[0002]更具体地，本发明涉及一种用来使材料蒸发以使材料沉积在设置于真空沉积室中的基材上的蒸发单元。
【背景技术】
[0003]由文献EP1825018得知一种包括这种蒸发单元的真空沉积装置，该蒸发单元用来使材料蒸发以使材料沉积在设置于真空沉积室中的基材上并且包括:
[0004]-界定蒸发室的内封壳，所述蒸发室适合接纳容纳所述待蒸发的材料的i甘祸，该内封壳具有用于将坩祸插入所述蒸发室中的插入开口，
[0005]-蒸发装置，该蒸发装置设置于所述内封壳的外周并且适合在所述坩祸被接纳在所述蒸发室中时将所述坩祸置于用于容纳在所述坩祸中的材料的蒸发的蒸发状态下，
[0006]-喷射管道，该喷射管道适合将蒸发的材料的蒸气流从蒸发室输送到位于所述真空沉积室中的喷射器，和
[0007]-设置在所述喷射管道上的断流阀。
[0008]这种真空沉积装置允许沉积半导体材料或化合物(例如:硅、砷化镓、磷化铟等)、无机材料(例如:砸、锑、磷)或有机材料(例如，??三(8-羟基喹啉)铝(III)或Alq3，...)。
[0009]文献EP1825018的蒸发单元允许在断流阀关闭时在真空沉积室不会再充气的情况下将坩祸与喷射管道连接。
[0010]为此，该坩祸是嘴部适合紧紧地旋拧在喷射管道的连接器上的瓶。
[0011]然而，对于文献EP1825018的蒸发单元，在断流阀打开时，出现压力峰，该压力峰来自密闭在坩祸和喷射管道的与连接器接近的部分中的空气量，该空气逸出到维持在真空下的沉积室中。
[0012]该压力峰可降低沉积在基材上的层的品质，使得生产率低。
【发明内容】
[0013]为了补救现有技术的上述缺陷，本发明提出了一种蒸发单元，该蒸发单元允许减轻或甚至抑制对该蒸发单元装载满的坩祸时的压力峰。
[0014]为此，本发明涉及一种如上文提到的蒸发单元，该蒸发单元包括:
[0015]-用于关闭蒸发单元的内封壳的所述插入开口的关闭装置，这种关闭装置具有:
[0016]-允许将所述坩祸插入所述蒸发室中的开启构型，和
[0017]-封闭构型，在该封闭构型下蒸发室被围合并且在断流阀打开时经由喷射管道与真空沉积室连通，和
[0018]-开启装置，该开启装置适合在所述坩祸的包壳中提供蒸发开口，所述坩祸在开启之前充填有待蒸发的材料并维持在真空下，所述蒸发开口允许将所述坩祸置于所述蒸发室连通。
[0019]因此，根据本发明的蒸发单元允许在限制由于断流阀的打开而产生的压力峰的强度的情况下更换接纳在蒸发室中的坩祸。
[0020]实际上，事先被抽真空并充填有待蒸发的材料的、具有紧密包壳的坩祸因此显著减小了介于蒸发单元的内封壳与在坩祸插入蒸发室之后以及在插入开口由于关闭装置而关闭之后密闭在蒸发单元中的坩祸的包壳之间的残留容积。
[0021]有利地，蒸发室和坩祸各自的尺寸被调节成使得该残留容积低于所述坩祸的内部容积。
[0022]这样一来，在坩祸插入蒸发室中时被挤出的空气的体积相对于内封壳的总容积而言低，使得断流阀打开时压力峰减小。
[0023]同样有利地，蒸发室和坩祸各自的尺寸被调节成使得介于蒸发单元的所述内封壳与坩祸的所述包壳之间的残留容积和由喷射管道的介于所述蒸发室与所述断流阀之间的部分界定的附加容积之和低于所述坩祸的内部容积。
[0024]此外，根据本发明的蒸发单元的其它有利和非限制性的特征如下:
[0025]-所述蒸发单元包括外封壳，该外封壳包封所述内封壳、所述蒸发装置和所述断流阀，并且具有与内封壳的所述插入开口相对或合并的通过开口以允许所述坩祸通过而用于将所述坩祸插入所述蒸发室中的通过开口；
[0026]-用于关闭蒸发单元的所述关闭装置在所述坩祸插入所述蒸发室中时从它们的开启构型转入它们的封闭构型；
[0027]-用于关闭蒸发单元的所述关闭装置包括封闭板，该封闭板设置有用来实现所述封闭板与所述内封壳之间的紧密性/密封性的垫片；
[0028]-用于开启蒸发单元的所述开启装置包括用来刺穿坩祸的所述真空包壳的紧密隔膜密封件的穿孔针；
[0029]-设置了用于抽吸所述内封壳的附加抽吸装置，所述附加抽吸装置适合对所述蒸发室抽真空；
[0030]-设置了用于使所述内封壳排气的排气装置，所述排气装置适合使所述蒸发室再充气；
[0031]-所述蒸发单元还包括与蒸发室邻近、用于所述坩祸与所述蒸发室的接合和分离的装载室，所述装载室经所述插入开口与蒸发室连通；
[0032]-还设置了热屏蔽装置，所述热屏蔽装置设置在所述外封壳与所述装载室之间并且适合使所述蒸发室与所述装载室热隔离。
【附图说明】
[0033]现将参考附图详细描述本发明的实施例，在附图中:
[0034]-图1是包括根据本发明第一实施例的蒸发单元的真空沉积装置的竖直平面中的示意性总体剖视图；
[0035]-图2是图1的II区的详图，示出了图1的蒸发单元的关闭装置、蒸发装置；
[0036]-图3是与图1的蒸发单元的蒸发室接合之前的满的坩祸的竖直平面中的示意性剖视图；
[0037]-图4是根据第一变型的蒸发单元的竖直平面中的示意性剖视图，在所述第一变型中栗和阀门与蒸发室连接；
[0038]-图5是根据第二变型的蒸发单元的竖直平面中的示意性剖视图，在所述第二变型中坩祸包括用来关闭插入开口的垫片；
[0039]-图6是根据本发明第二实施例的蒸发单元的竖直平面中的示意性剖视图，其中蒸发单元还包括用于坩祸的再装载的装载室。
【具体实施方式】
[0040]在以下公开文本中，将关于安装真空沉积装置的房间以上下方向为基准来使用术语“顶部”和“顶部”，顶部指朝房顶定向的一侧，底部指朝地板定向的一侧。同样，术语“下”和“上”将分别指朝底部和顶部定向的一侧。
[0041]图1示出了真空沉积装置I的竖直平面中的示意性总体剖视图，该真空沉积装置一方面包括蒸发单元10，而另一方面包括真空沉积室20。
[0042]—般而言，真空沉积装置I的蒸发单元10用来使材料7蒸发，以使后者沉积在设置于真空沉积室20中(这里在后者的底部23中)的基材2上。
[0043]在下文中将看到的是，蒸发单元10适合产生所述材料7的上游蒸气流3，该上游蒸气流3由喷射管道14从蒸发单元10输送到位于真空沉积室20的顶部22中的喷射器13。
[0044]蒸发单元10和真空沉积室20通过被喷射管道14穿过的管状连接器5而彼此连接。
[0045]蒸发单元10的喷射器13将由喷射管道14输送的材料蒸气7作为被向下引向基材2的下游蒸气流4喷射到真空沉积室20中，使得材料7沉积在朝喷射器13定向的基材2的上表面2A上。
[0046]还可设想下游蒸气流上行并沉积在基材的下表面上。
[0047]喷射器13适合优化朝基材2定向的下游蒸气流4的特性，例如其流量或空间分布，使得沉积在基材2的上表面2A上的材料层7根据计划的应用而具有要求的性质，例如厚度、表面状态、传导率等。
[0048]在喷射器13内设置有特定加热装置(未示出)，该加热装置用来避免喷射器13内的材料7的蒸气的凝结，该凝结会危害其正常工作。
[0049]为了在真空沉积室20内形成并维持真空，真空沉积装置I包括与真空沉积室20连接的抽吸装置6，该抽吸装置的抽吸能力根据真空沉积室20的内部容积29而被调节。
[0050]这里的这些抽吸装置6包括将真空沉积室20内的压力水平降低到10 3托至10 8托的涡轮分子栗或低温栗。
[0051]现将参考图1至5描述用来朝喷射器13产生下游蒸气流3的蒸发单元10的第一实施例。
[0052]如图1所示，真空沉积装置I的蒸发单元10首先包括这里呈大致圆柱形的外封壳11，该外封壳包括侧壁11A、上壁IIB (或“顶部”)和下壁IIC (或“底部”)。
[0053]在外封壳11的侧壁IlA和上壁IlB以及管状连接器5的内表面上，设置了加热元件，例如加热电阻16，所述加热元件用来基本均匀地加热外封壳11的内部容积19，尤其是喷射管道14，用以避免材料蒸气7在蒸发单元10的冷部上凝结。
[0054]在侧壁11A、上壁11B、下壁IlC以及管状连接器5的外表面上，设置了冷却元件(未示出)，例如冷水盘管，以使得蒸发单元10的外封壳11与外界冷接触。
[0055]在加热元件16与冷却元件之间插入有例如由耐火材料制成的辐射屏障，以使得加热和冷却各自独立地有效。
[0056]侧壁IlA包括开口 11D，管状连接器5从该开口伸出到外部以将蒸发单元10与真空沉积装置I的真空沉积室20连接。
[0057]在该构型中，外封壳11和真空沉积室20彼此连通并共用相同真空，以使得当在真空沉积室20内形成真空时，在蒸发单元10的外封壳11中也形成真空。该外封壳11中的压力水平因此与真空沉积室20中相等。
[0058