[发明专利]热蒸发镀膜设备的热蒸发源

说明书

技术领域

本发明涉及真空镀膜设备，特别是涉及一种热蒸发镀膜设备的热蒸发源。

背景技术

热蒸发镀膜法是在真空环境中利用电流加热、电子束加热、或激光加热等方法使蒸发材料变成团簇、分子或原子，以较大的自由程作近自由运动，当这些自由运动的分子或原子碰撞到温度较低的基片，就在基片上凝结下来，沉积覆盖在基片上形成薄膜。热蒸发镀膜法具有纯度高、结晶好的优点，常用于金属薄膜、半导体薄膜、薄膜太阳能电池材料的生产制作。

容纳并加热蒸发材料的装置被称为热蒸发源。根据热蒸发源的几何结构不同，可分为点蒸发源，面蒸发源和束源炉。点蒸发源的特点是蒸汽分布在空间各方向呈均匀分布，而面蒸发源的蒸汽只向一半的空间分布，束源炉则是有坩埚，而蒸发材料只从坩埚上的开口喷射出来。和点蒸发源以及面蒸发源相比，束源炉具有束流稳定、方向可调、分布定向、节省原材料的特点，常用对薄膜厚度以及材料稳定性要求较高的场合，比如在实验室中对材料性质要求较高的小尺寸样品，通常样品的尺寸不超过10cm。

请参阅图1，所示为传统的具有独立喷嘴的束源炉的蒸发束流分布示意图。其中，101衬底，102是坩埚，103是固态或熔化的蒸发材料，104是蒸发材料的蒸气，105是喷嘴的高度l，106是喷嘴的开口尺寸d，107是喷口位置到衬底的垂直距离h，同时也是喷嘴的蒸发束流的中轴线，108和109分别是衬底上任意沉积点相对于喷口的距离r和斜角θ，110是此喷嘴在衬底上沉积薄膜的厚度沿纸面上的分布曲线。在蒸发过程中，衬底101沿垂直于纸面的方向移动，喷嘴喷射出来的蒸发材料在沉积到衬底101。从图1可以看出，单一喷嘴在衬底上的沉积薄膜的厚度中间高，两边低，不够均匀。

在生产型的产业线中，衬底的尺寸通常较大，需要蒸发源的蒸发覆盖面积较大，一般镀膜区间不小于30cm，并且对均匀性和蒸发过程的稳定可控性要求较高，还需要较高的蒸发速率提高产率。目前均匀排列的多个热蒸发源喷嘴无法保证薄膜的均匀性要求。

发明内容

基于此，有必要提供一种沉积镀膜的均匀性较好的热蒸发镀膜设备的热蒸发源。

一种热蒸发镀膜设备的热蒸发源，包括用于沉积薄膜的衬底、用于装载蒸发材料的坩埚，及用于加热所述坩埚的加热组件；所述坩埚上设有多个与所述衬底相对的喷嘴，所述多个喷嘴中的每两个相邻喷嘴之间的距离不全相等。

在其中一个实施例中，每个喷嘴的高度与所述喷嘴的开口宽度相等。

在其中一个实施例中，所述多个喷嘴沿直线依次间隔排列，且每个喷嘴到所述衬底的距离相等。

在其中一个实施例中，所述多个喷嘴的数量为奇数，所述多个喷嘴以中间的一个喷嘴的轴线为对称轴镜像分布。

在其中一个实施例中，靠近中间的两个喷嘴之间的距离比靠近边缘的两个喷嘴之间的距离大。

在其中一个实施例中，所述衬底与所述多个喷嘴之间的距离为20cm，所述多个喷嘴的数量为13个，所述13个喷嘴之间的距离比依次为3.7：3.9：4.1：4.3：4.5：4.7：4.7：4.5：4.3：4.1：3.9：3.7。

在其中一个实施例中，所述衬底与所述多个喷嘴之间的距离为30cm，所述多个喷嘴的数量为11个，所述13个喷嘴之间的距离比依次为3：4：5：6：7：7：6：5：4：3。

在其中一个实施例中，所述衬底与所述多个喷嘴之间的距离为20cm，设所述衬底的宽度为f，所述多个喷嘴的数量为11个，所述11个喷嘴之间的距离比依次为0.1f：0.1f：(0.05f+5)：（0.9f+1.6）：（0.9f+1.6）：（0.9f+1.6）：（0.9f+1.6）：(0.05f+5)：0.1f∶0.1f。

在其中一个实施例中，所述衬底与所述多个喷嘴之间的距离为30cm，设所述衬底的宽度为f，所述多个喷嘴的数量为11个，所述11个喷嘴之间的距离比依次为3：3：(0.2f+2)：（0.05f+4）：（0.05f+4）：（0.05f+4）：（0.05f+4）：(0.2f+2)：3：3。

在其中一个实施例中，所述衬底的材料为玻璃、聚合物、金属、半导体或陶瓷。

采用非均匀分布的喷嘴排列方式，改变了每个喷嘴喷射到衬底平面上的位置，而衬底上的总的喷射材料是各个喷嘴喷射材料的叠加，从而改善蒸发镀膜的均匀性。

附图说明

图1为传统的具有独立喷嘴的热蒸发源的蒸发束流分布示意图；

图2为一实施方式的热蒸发镀膜设备的热蒸发源的蒸发束流分布示意图；

图3为另一实施方式的热蒸发镀膜设备的热蒸发源的蒸发束流分布示意图。