[发明专利]一种蒸镀源及蒸镀镀膜装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于半导体、LED、太阳能电池领域的镀膜器，尤其涉及一种蒸镀源及其蒸镀镀膜装置。

背景技术

PECVD(等离子增强化学气相沉积)、PVD(溅镀沉积)、VTD(气相传输沉积)和CSS(封闭空间升华、加热蒸发镀膜)是半导体、LED、太阳能等行业中被广泛使用的薄膜镀膜技术。

其中PECVD、PVD的镀膜速度较慢，对于较厚的膜，生产效率不高，而且源材料利用率低。

近年来广泛使用的VTD技术只能进行单片基板的镀膜，由于结构的局限性，薄膜的均匀性不够好、基板尺寸受限制。常规的CSS技术无法进行基板行进中的连续镀膜，源材料温度均匀性不好，也不能连续喂料连续生产。

例如First Solar公司的美国专利US6037241公开了一种半导体镀膜的装置及方法，其使用的镀膜方法是VTD，载气从管状蒸发筒的两边的筒口吹入后，再将源材料蒸汽从蒸发筒的孔状筒壁吹出。该镀膜装置存在着镀膜不均、温度控制不稳定、源材料利用率低的问题。

JP10-226877公开了一种薄膜沉积方法及装置，其可在同一基板的两面同时沉积镀膜，然而该基板是柔性基板如塑料膜或金属箔等材料。

为了改善蒸发容器中温度的不均匀变化、提高薄膜沉积的均匀性，三菱重工株式会社在中国专利CN101942639(2011-1-12)公开了一种真空气相沉积设备，其中的蒸发容器具有线性设置的多个直径相同的排放孔，并且具有多个直径相同的通孔的射流板，然而该方法主要是用于沉积多种蒸发材料，源材料利用率不高。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种结构简洁紧凑、整体热导性好、熔点高、温度稳定、源材料利用率高、镀膜均匀的蒸镀源。

本发明的目的之二是提供一种结构简洁紧凑、整体热导性好、熔点高、温度稳定、源材料利用率高的蒸镀镀膜装置。

本发明的第一技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种蒸镀源，包括温度控制模块、载流气体进气模块、喂料模块、排气模块和绝热模块，而所述温度控制模块、载流气体进气模块、喂料模块和排气模块均设置于蒸镀源本体中，所述绝热模块包围所述蒸镀源本体。

本发明的蒸镀源是使源材料挥发成气体沉积到基板上的源或直接将导入的源材料气体沉积到基板上的源，包括但不限于VTD(气相传输沉积)源或CSS(加热蒸发镀膜)源。本发明将组成镀膜设备的各功能模块整合在蒸镀源本体中，可以达到稳定均匀的温度控制，组成结构简洁紧凑、整体热导性好、熔点高、温度稳定、源材料利用率高的蒸镀源。

作为本发明技术方案的一种优选，所述温度控制模块、载流气体进气模块、喂料模块和排气模块位于构成所述蒸镀源本体的材料的空腔中。

本发明的蒸镀源本体包括经过铸造或机械加工形成的整体结构和叠加块，所述的叠加块可以是左右叠加或垂直叠加。

本发明的蒸镀源本体尤其优选经过铸造或机械加工形成的整体结构，在该整体结构中具有多个空腔，所述温度控制模块、载流气体进气模块、喂料模块、排气模块均被设置在各个空腔内，除了这些空腔以外，该整体结构由实心的均一的本体材料构成。

作为本发明技术方案的一种优选，所述蒸镀源具有两个相背的蒸镀源工作面。

本发明的蒸镀源工作面即该蒸镀源进行气相传输工作所在的平面，通常即蒸镀源上喷射口所在的平面。

作为本发明技术方案的一种优选，所述蒸镀源本体的材料熔融温度大于400℃、热导性大于20w/mk。

本发明选择耐高温、导热性好的材料如金、银、铜、铝、钼、钛、钨、不锈钢、氧化铝陶瓷、碳化硅陶瓷、氮化硅陶瓷、氮化铝陶瓷、石墨或石墨陶瓷、石英陶瓷或石墨陶瓷作为蒸镀源本体材料，熔点高、导热性好。

作为本发明技术方案的一种优选，所述蒸镀源本体的材料为铝、铜、不锈钢、钨、碳化硅陶瓷、氮化铝陶瓷或石墨陶瓷。

作为本发明技术方案的一种优选，所述温度控制模块包括加热器和热电偶。

本发明的热电偶用于测量蒸镀源本体的温度，所述加热器和热电偶之间还连接有温度控制器，所述温度控制器位于所述蒸镀源本体外，所述热电偶和所述温度控制器之间连接有加热器电路，通过热电偶对温度的反馈实现温度控制模块对温度的控制，温度均匀易控、镀膜均匀性好、厚度可调节性高，从而可对较大尺寸的非柔性基板如玻璃基板、金属基板或有机基板镀膜。

进一步优选地，所述加热器为电阻加热器、红外加热器或紫外加热器。

进一步优选地，所述温度控制模块包括多个加热器和多个热电偶。