專利名稱：用于薄膜堆積的分子束源及控制分子束的量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于薄膜堆積或沉積的分子束源以及一種用于控制分子束數(shù)量或量(volume)的方法，其通過加熱以薄膜的形式形成在諸如基片等的固體或固體物質(zhì)的成膜表面上的材料，使用于形成薄膜元件的材料熔化、升華或蒸發(fā)；即產(chǎn)生用于在固體表面上生長薄膜的蒸發(fā)分子，并且尤其涉及一種在薄膜堆積中使用的分子束源，適用于連續(xù)長時間在諸如基片等的固體成膜表面上堆積或沉積一種有機(jī)薄膜，以及一種用于控制從其發(fā)出的分子束的數(shù)量或量方法。
背景技術(shù)：
一種稱為“分子束外延設(shè)備”的薄膜沉積設(shè)備，其包括可減壓真空室，其中，可在高真空條件下將諸如半導(dǎo)體晶片等基片安置入該真空室內(nèi)，以加熱到所需溫度，同時提供例如與該基片的成膜表面相對的諸如Kunudsen池等分子供應(yīng)源單元。通過加熱器加熱置于該分子供應(yīng)源單元的坩堝內(nèi)的用于形成薄膜元件的材料(下文中稱為薄膜元件形成材料)使其升華、熔融或蒸發(fā)，使由此產(chǎn)生的分子束入射到基片的成膜表面上；即，帶來薄膜元件形成材料分子在成膜表面上的外延生長，由此形成薄膜元件形成材料的膜。
在薄膜沉積或堆積設(shè)備中使用的分子束源單元中具有坩堝，其由諸如PBN(熱解的氮化硼)等材料制成，例如，其具有高度的熱和化學(xué)穩(wěn)定性以在其中容納薄膜元件形成材料，和圍繞在坩堝外側(cè)設(shè)置的電加熱器以加熱其中的薄膜元件形成材料；即，通過升華、熔融或蒸發(fā)薄膜元件形成材料以產(chǎn)生其分子。
近年來有機(jī)薄膜元件很受關(guān)注，例如有代表性的有機(jī)電致發(fā)光元件(EL)和/或有機(jī)半導(dǎo)體。可獲得這些薄膜元件，即，在真空中加熱該薄膜元件形成材料，以發(fā)射其蒸汽至基片表面，然后冷卻以使其凝固并粘附其上。通常采用下述方法即，將薄膜元件形成材料投入坩鍋，其由諸如PBN等的無機(jī)材料或如鎢等具有高熔點(diǎn)的材料制成，然后通過設(shè)置在坩鍋周圍的加熱器加熱成膜材料，由此生成射至基片上的蒸汽。
有機(jī)電致發(fā)光(EL)作為這樣的有機(jī)薄膜元件的代表性的實例，是由有機(jī)低分子材料或有機(jī)高分子材料形成的發(fā)光層的元件，該發(fā)光層具有EL發(fā)光能力，尤其其特性，即，作為自發(fā)光型的元件很受關(guān)注。例如在其基本的構(gòu)造中，在空穴注入電極上形成的諸如三苯基二胺(TPD)等的空穴傳送材料的膜上層壓或沉積諸如鋁羥基喹啉絡(luò)合物(Alq3)等螢光材料作為發(fā)光層，然后在其上形成諸如Mg、Li、或Cs等低功函金屬電極作為電子注入電極。然而，通常這樣的薄膜元件的材料很貴。
順便提及，當(dāng)裝配薄膜元件時，也需要時間更換表面上應(yīng)形成薄膜的基片，以及調(diào)節(jié)將材料僅發(fā)射至其必需部分上的掩模的位置等。然而，由于如上述提到的很多這樣的用于有機(jī)薄膜器件的材料在相對低的溫度下升華或蒸發(fā)，所以甚至在更換基片和/或?qū)?zhǔn)掩模位置等期間該材料也蒸發(fā)；也就是存在著將昂貴的材料無用地浪費(fèi)的缺陷。
于是，如下面提到的專利文件1中所描述，提出一種用于其中容納坩鍋的薄膜沉積的分子供應(yīng)源，在該結(jié)構(gòu)中將其每一個密封或封閉，其中提供一種分子排放通道，將在坩鍋內(nèi)生成的薄膜元件材料的分子導(dǎo)向成膜表面，以及還包括用于在分子排放通道途中調(diào)節(jié)分子供應(yīng)的數(shù)量或量的針形閥。
當(dāng)用于薄膜沉積的分子供應(yīng)源包括這樣的閥裝置時，可以利用閥切斷或關(guān)閉在坩鍋內(nèi)生成的薄膜元件材料的蒸汽排放，此外也可利用針形閥調(diào)節(jié)分子供應(yīng)的數(shù)量或量。為了形成薄膜同時保持其恒定膜厚及質(zhì)量的目的，使每小時從分子供應(yīng)源排放的分子射線的數(shù)量或量保持恒定是有效的。
作為用于上述提到的有機(jī)薄膜元件的代表性的一個材料，已公知的是EL薄膜元件的材料，以及許多形成薄膜元件的材料處于粒狀或粉末狀的狀態(tài)，并且將它們在這樣的狀態(tài)下放入坩鍋內(nèi)。因此，通過坩鍋外面設(shè)置的加熱器加熱容納在坩鍋中的該材料，EL薄膜元件的材料被加熱并升華，以及蒸發(fā)并向基片的方向排放，由此沉積在其上形成膜的基片的成膜表面上。
當(dāng)將坩鍋內(nèi)的EL薄膜元件材料升華和蒸發(fā)并將其從坩鍋中排放時，坩鍋內(nèi)EL薄膜元件材料的剩余的量逐漸減少。然后，由于在坩鍋內(nèi)它的表面積也減少，因此坩鍋內(nèi)EL薄膜元件材料的升華量也逐漸減少。因此，為了保持從用于薄膜沉積的分子供應(yīng)源排放的分子供應(yīng)量，有必要增大針形閥的開口度(opening)，即流通孔道的橫截面與當(dāng)閥完全開時橫截面的比率，由此保持從用于薄膜沉積的分子供應(yīng)源排放的分子供應(yīng)的量。
然而，利用針形閥調(diào)節(jié)分子供給的量是有限的或有一個限度，例如當(dāng)針形閥開放完全時，就不可能比其更多地增加分子供應(yīng)的量。
在下述的專利文件2中，公開兩(2)類作為分子供應(yīng)量調(diào)節(jié)裝置的控制器裝置。其中一個如上所述，是通過閥裝置調(diào)節(jié)分子供應(yīng)量的調(diào)節(jié)裝置。另一個是依靠溫度的控制裝置，利用加熱器在該溫度下加熱坩鍋。然而后者的控制裝置，取決于在該溫度下加熱器加熱坩鍋的溫度，不適合準(zhǔn)確調(diào)節(jié)分子供應(yīng)量，因為控制器的控制是間接的并且有時間延遲。
日本專利公開No.2003-95787(2003)；以及[專利文件2]日本專利公開No.平6-80496(1994)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)考慮到傳統(tǒng)的用于薄膜沉積的分子供應(yīng)源和控制其分子供應(yīng)方法的缺陷而完成的本發(fā)明，本發(fā)明的目的是提供一種用于薄膜沉積的分子供應(yīng)源和一種控制分子供應(yīng)量的方法，用于使得能夠通過針形閥調(diào)節(jié)分子供應(yīng)量使得每小時保持恒定，而不用考慮坩鍋內(nèi)剩余的用于形成薄膜元件的材料量通過從用于薄膜沉積的分子供應(yīng)源的分子排放而降低。
因此，根據(jù)本發(fā)明，為了蒸發(fā)薄膜元件的材料，提供一種用于堆積薄膜的分子束源，其包括用于加熱薄膜元件材料的坩鍋；用于加熱所述坩鍋的加熱器；用于將所述坩鍋內(nèi)生成的薄膜元件材料的分子的向成膜表面排放的分子排放通道；用于容納所述坩鍋、所述加熱器和所述分子排放通道的具有密封結(jié)構(gòu)的真空容器；位于所述分子排放通道的途中，用于調(diào)節(jié)分子束排放量的閥；用于檢測朝向所述成膜表面排放的分子束的量的檢測裝置；通過所述檢測裝置檢測的關(guān)于分子束的量的反饋信息，利用閥驅(qū)動裝置調(diào)節(jié)閥開口度的控制裝置；供應(yīng)用于加熱所述加熱器的電力的加熱電源；以及根據(jù)所述的關(guān)于分子束的量的信息和閥開口度的信息而調(diào)節(jié)供應(yīng)到所述加熱電源的電力的控制裝置。
根據(jù)本發(fā)明，還提供一種為了蒸發(fā)薄膜元件的材料而在用于薄膜堆積的分子束源中控制分子束的量的方法，其包括下述步驟當(dāng)連續(xù)地蒸發(fā)有機(jī)材料到基片上時，如果獲得預(yù)定分子束量的必要的閥開口度等于預(yù)定基準(zhǔn)值或者比預(yù)定基準(zhǔn)值大，那么調(diào)節(jié)用于加熱所述坩鍋的電源的電力；由此控制閥開口度落入一定范圍內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明，如上所述，借助用于堆積薄膜的分子束源和控制該分子束量的方法，在基于對分子束量的控制裝置的控制的同時，通過能對排放的分子束的量精確控制的閥，當(dāng)坩鍋內(nèi)剩余的材料被消耗且數(shù)量變少時，通過提高加熱器的溫度而保持每小時坩鍋內(nèi)蒸發(fā)的量；由此能恒定地保持分子束的排放量。借助于此，即使消耗坩鍋內(nèi)的薄膜元件材料，即相同材料的量逐漸降低，可以利用閥保持希望的分子束的排放量在可控范圍內(nèi)。因此，一直到坩鍋內(nèi)的薄膜元件材料的剩余量降到很小為止，總是可以保持分子束的排放量為恒定值。又如上所述，通過調(diào)節(jié)加熱器溫度控制分子束的量，由于時間延遲等不可能獲得精確的控制，然而將其與閥開口度的調(diào)節(jié)結(jié)合使用，可以獲得對分子束的量的精確控制。
如上述解釋的，根據(jù)本發(fā)明，如上所述的借助用于堆積薄膜的分子束源和該分子束量的控制方法，即使坩鍋內(nèi)的剩余材料被消耗并因此其數(shù)量逐漸變小時，也可以實現(xiàn)控制保持排放的分子束的量為恒定值并持續(xù)到終止。而且，利用閥開口度的調(diào)節(jié)與針形閥和加熱器溫度調(diào)節(jié)的結(jié)合，可以精確控制分子束的量。


通過以下詳細(xì)描述并結(jié)合其中的附圖，本發(fā)明的這些和其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)會變得更加顯而易見，其中圖1是垂直的橫截面圖，用于示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的真空室的附著部分，在其上附著兩(2)個分子束源單元以便同時使用；圖2是垂直的橫截面圖，用于示出根據(jù)上述的相同實施方案的分子束源單元之一；圖3也是垂直的橫截面圖，用于示出根據(jù)上述的相同實施方案的另外一個分子束源單元；圖4(a)和4(b)是放大的橫截面圖，用于分別示出圖2和圖3的“A”部分和“B”部分；圖5是框圖，用于示出根據(jù)上述的實施方案對分子束源單元的閥和加熱器電源的控制的一個實施例；以及圖6是時間圖，用于示出根據(jù)上述的實施方案對分子束源單元的閥和加熱器電源的控制的一個實施例。
具體實施例方式
根據(jù)本發(fā)明，用于薄膜沉積或堆積的分子束源由以下部件裝配分子束源單元，每個分子束源單元在坩鍋和真空室之間應(yīng)用閥；在真空室內(nèi)設(shè)置的檢測器，其用于檢測排放的分子束的數(shù)量或量；閥驅(qū)動裝置，其依據(jù)檢測器的信號控制分子束源單元的針形閥；以及依據(jù)閥位置信號控制用于加熱坩鍋的電力的電路。
在下文中，將參見附圖充分解釋根據(jù)本發(fā)明的實施方案。
圖1示出復(fù)合分子束源單元的一個實施例，其包括用于蒸發(fā)主要成分的第一分子束源單元1，該主要成分即薄膜元件形成材料“a”，例如在基片51上形成薄膜的材料，以及用于蒸發(fā)次要組分的第二分子束源單元2，該次要成分即薄膜元件形成材料“b”，例如摻雜劑等。
每個分子束源單元1和2都包括材料接收部分3或4，其具有在其內(nèi)接收薄膜元件形成材料“a，或“b”的坩鍋31或41以及用于升華或蒸發(fā)薄膜元件形成材料“a”或“b”的加熱器32或42，開/關(guān)以泄漏或關(guān)閉從材料接收部分3或4排放的薄膜元件形成材料“a”或“b”的分子的閥33或43，以及分子發(fā)射部分11或21，其用于將傳輸經(jīng)過閥33或43的薄膜元件形成材料“a”或“b”的分子束通過加熱器15或24再加熱并朝向基片51發(fā)射。該分子發(fā)射部分11或21由套管(shroud)40封閉，其利用液氮等冷卻。然而，盡管圖中沒有示出，但是坩鍋的溫度分別由溫度測量裝置測量，諸如熱電偶等，例如在坩鍋底部設(shè)置該測量裝置的測量點(diǎn)。
在具有待形成其薄膜的成膜表面的基底51上，在收到從分子束源單元1和2排出的薄膜元件形成材料“a”和“b”的分子束時，分別提供用于檢測朝向成膜表面排放的分子束的量的膜厚計量儀16和26。膜厚計量儀16是用于檢測從分子束源單元1排放的薄膜元件形成材料“a”的分子束量的檢測裝置，而膜厚計量儀26是用于檢測從分子束源單元2排放的薄膜元件形成材料“b”的分子束量的檢測裝置。
從分子束單元1和2的排放口14和24排放的薄膜元件形成材料“a”和“b”的分子被導(dǎo)向到位于該排放口相對的基片51上，以使分子蒸發(fā)至其上。在這種情況下，每種材料的一部分集中至膜厚計量儀16或26，然后能夠檢測由膜厚計量儀16或26捕獲的薄膜元件形成材料“a”和“b”的分子束的量。由于檢測到的分子束的量和沉積到基片上的材料的量之間有一定關(guān)系，因此能夠測定沉積到基片上的薄膜元件形成材料“a”和“b”的量。
圖2示出第一分子束源單元1，其升華或蒸發(fā)主要組分，即薄膜元件形成材料“a”，從而發(fā)射它。分子束源單元1的材料接收部分3具有圓筒形的類容器的坩鍋31，其由諸如SUS等的高熱傳導(dǎo)的金屬材料制成，且將薄膜元件形成材料“a”放入坩鍋31中。
在坩鍋31的周圍設(shè)置加熱器32，圍繞其外部還設(shè)有套管39，其由液氮等冷卻。加熱器32的熱量值由設(shè)置在坩鍋31上的溫度測量裝置(圖中未示出)控制，例如熱電偶等，并且在坩鍋31內(nèi)加熱薄膜元件形成材料“a”；因此在坩鍋31內(nèi)升華或蒸發(fā)薄膜元件形成材料“a”，由此生成其分子。另外，通過停止加熱器32生成熱量同時借助套管39冷卻坩鍋31的內(nèi)部，冷卻薄膜元件形成材料“a”，由此停止薄膜元件形成材料的升華或蒸發(fā)。
在排放薄膜元件形成材料分子的坩鍋31這一側(cè)配置閥33。閥33是所謂的針形閥，具有用于形成分子通道開口的尖銳的針34及閥板35，該開口通過針34的尖端的插入關(guān)閉(或切斷)流道或使其橫截面區(qū)域變窄。借助于作為致動器的伺服電動機(jī)36的風(fēng)箱37所引入的線性移動，將上述的針34向其中心軸的方向移動。
圖4(a)是圖2中示出的“A”部分的放大圖，其中針34的尖端通過上述的線性移動插入閥板35的分子通道開口38，或?qū)⑵渑c分子通道開口38分離，由此打開分子通道開口38。該圖4(a)示出針34的尖端插入閥板35的分子通道開口38，以阻塞分子通道開口38的狀態(tài)；即將閥33關(guān)閉或切斷的狀態(tài)。
如圖2所示，在經(jīng)過閥板35的分子通道開口的方向的末端，該開口利用閥33打開/關(guān)閉，提供分子發(fā)射部分11。該分子發(fā)射部分11有類圓柱的分子加熱室12，且在分子加熱室12的周圍設(shè)有加熱器15。從上述的閥33一側(cè)漏出并且到達(dá)分子發(fā)射部分11的薄膜元件形成材料分子在此分子加熱室12內(nèi)被再次加熱(即，再加熱)至所需溫度，然后從分子排放開口度14向基片發(fā)射。
另一方面，圖3示出第二分子束源單元2，其升華或蒸發(fā)次要組分，即，薄膜元件形成材料“b”，由此發(fā)射它。第二分子束源單元2的結(jié)構(gòu)與上述的第一分子束源單元1基本相同。
因此，該分子束源單元2的材料接收部分4具有圓柱形的類容器的坩鍋41，該坩鍋也由諸如SUS等高導(dǎo)熱金屬材料制成，并且將薄膜元件形成材料“b”放入坩鍋41中。
在坩鍋41的周圍設(shè)有加熱器42，并且圍繞其外部還設(shè)有套管49，其通過液氮等冷卻。參見圖2所述，加熱器42和套管49的結(jié)構(gòu)與功能和加熱器32和套管39的結(jié)構(gòu)和功能完全相同。
在排放薄膜元件形成材料分子的坩鍋41這一側(cè)設(shè)置閥43。閥43也是所謂的針形閥，具有用于形成分子通道開口的尖銳的針44及閥板45，該分子通道開口通過針44的尖端的插入關(guān)閉(或切斷)流道或使其橫截面區(qū)域變窄。借助于連有作為致動器的伺服電動機(jī)46的風(fēng)箱47引入的線性移動，將上述的針44向中心軸的方向移動。
圖4(b)是圖3中示出的“B”部分的放大圖，其中針44的尖端通過上述的線性移動插入閥板45的分子通道開口48，或?qū)⑵渑c分子通道開口48分離，由此打開分子通道開口48。該分子束源單元2用于排放次要的組分或材料，諸如摻雜劑等，將其設(shè)計用于此目的；即，在其閥板45的開口直徑、針的尖端的錐形角和閥43的最大開口面積都小于上述提到的用于排放主要組分或材料的分子束源單元。因此，可以精確地控制分子束的量。
如圖3所示，在經(jīng)過閥板45的分子通道開口的方向的末端，該開口利用閥43打開/關(guān)閉，提供分子發(fā)射部分21。該分子發(fā)射部分21有類圓柱的分子加熱室22，且在分子加熱室22的周圍設(shè)有加熱器25。從上述的閥43一側(cè)漏出并且到達(dá)分子發(fā)射部分21的薄膜元件形成材料分子在此分子加熱室22內(nèi)被再次加熱(即，再加熱)至所需溫度，然后從分子排放開口度24向基片發(fā)射。
根據(jù)本發(fā)明，通過伺服電動機(jī)36和46進(jìn)行控制，其通過驅(qū)動閥33和43對閥開口進(jìn)行調(diào)節(jié)。與此同時，也對電源進(jìn)行控制，其供應(yīng)電力到用于加熱坩鍋31和41的加熱器32和42。這些控制是通過膜厚計量儀16和26檢測的從分子束源單元1和2排放的分子束的量的反饋，以及通過與伺服電動機(jī)36和46打開的閥33和43的開口相關(guān)的信息利用程序控制完成。
圖5是示出控制系統(tǒng)的流程的圖?；旧希肿邮磫卧?和2都采用相同的控制系統(tǒng)，且分子束源2的控制系統(tǒng)的元件由圓括號內(nèi)的附圖標(biāo)記表示。
如圖5所示，依據(jù)分子束源單元1和2排放的分子束的量，信號從膜厚測量儀1和2生成，并且此信號分別經(jīng)由分子束控制器18和28從處理器17和27傳遞到閥控制器37和47和加熱器控制器38和48。
在其操作的最初時期，分子束控制器18或28將預(yù)先設(shè)定的關(guān)于坩鍋31或41的溫度的命令值傳遞到加熱器控制器38或48，該加熱器控制器也作為加熱器的電源，并且同時，從預(yù)設(shè)的分子束的量的目標(biāo)值和與分子束的量的當(dāng)前值相關(guān)的信息計算出閥開口度的命令值，其經(jīng)由處理器17或27從膜厚計量儀16或26傳遞，以將其傳遞到閥控制器37或47。
基于從處理器17或27傳輸來的開口度命令值，閥控制器37或47將驅(qū)動信號傳輸?shù)介y33或43的伺服電動機(jī)36或46，并因此調(diào)節(jié)閥33或43的開口度，即閥33或43的流道的橫截面區(qū)域與當(dāng)其完全打開時的比率(％)。與此同時，它也將閥33或43的開口度傳遞到分子束控制器18或28。
當(dāng)然，當(dāng)由膜厚計量儀16或26檢測的分子束的量沒有到達(dá)其目標(biāo)時，分子束控制器18或28調(diào)節(jié)閥開口度命令值，以這樣的方式或方針使閥33或34的開口度變大，而當(dāng)分子束的量超過目標(biāo)時，在其方針內(nèi)，調(diào)節(jié)閥開口度命令值，為使閥33或34的開口度變小。
另一方面，加熱器控制器38或48控制供應(yīng)至加熱器32或42的電力，以使由熱電偶等測量的坩鍋31或41的溫度保持為由分子束控制器18或28提供的命令值。在此，當(dāng)閥33或43的開口度當(dāng)前值超過其預(yù)定的上限值時，分子束控制器18或28將命令值信號傳輸至加熱器控制器38或48以增加坩鍋31或41的溫度。當(dāng)坩鍋31或41的溫度因此而增加時，由于在坩鍋31或41內(nèi)的薄膜元件形成材料“a”或“b”的蒸汽壓，則即使在閥開口度相同時分子束的量也會增加。因此，分子束控制器18或28降低傳遞到閥控制器37或47的閥開口度命令值，設(shè)法保持分子束的量為恒定，因此，作為其結(jié)果，控制閥33或43的開口度的當(dāng)前值以使其低于上限值。同樣，控制一定的增加溫度的范圍以使溫度能升至預(yù)先確定的溫度增加值，或者控制閥33或43的開口度以使其低于預(yù)定值。
相反的，當(dāng)閥33或43的開口度的當(dāng)前值低于預(yù)先確定值的下限時，分子束控制器18或28將命令值信號傳輸?shù)郊訜崞骺刂破?8或48，以降低坩鍋31或41的溫度，由此降低坩鍋31或41的溫度。
當(dāng)伺服電動機(jī)36和46的閥33或43的開口度的指示值位于預(yù)先確定的上限和下限之間時，不改變指示給加熱器控制器38或48的命令。
圖6示出上述控制的時間圖。當(dāng)坩鍋31或41內(nèi)的薄膜元件形成材料“a”或“b”的數(shù)量或量隨著其消耗而變小時，坩鍋31或41內(nèi)的薄膜元件形成材料“a”或“b”的蒸發(fā)值也逐漸降低。與此相對應(yīng)，借助于分子束控制器18或28控制從分子束源單元1或2的分子排放開口14或24排放的分子束，使其排放量保持恒定；因此閥33或43的開口度隨著時間流逝而變大。當(dāng)閥33或43的開口度超過預(yù)先確定的上限值“U”時，溫度增加命令從分子束控制器18或28中傳輸至加熱器控制器38或48，以提高坩鍋31或41的溫度。與此同時，由膜厚測量儀16或26檢測的每小時分子束的量有增加的趨勢。為保持從分子束源單元1或2的分子排放開口14或24排放的分子束的量恒定，與此對應(yīng)，利用閥控制器37或47驅(qū)動閥33或43的伺服電動機(jī)36和46；即控制閥33或43的開口度使之降低。此后，當(dāng)由膜厚測量儀16或26檢測的每小時分子束的量改變趨勢增加時，為了保持從分子束源單元1或2的分子排放開口14或24排放的分子束的量為恒定，與此相對應(yīng)，再次利用閥控制器37或47控制閥33或43的開口度使其變大。以這種方式，控制由膜厚測量儀16或26檢測的每小時分子束的量至恒定，即保持其為穩(wěn)定值。
然而，當(dāng)通過預(yù)定的溫度增加單位或幅度以階躍的方式增加坩鍋31或41的溫度，溫度增加的單位或幅度必須由試驗和/或計算預(yù)先確定，在這樣的溫度下，由膜厚測量儀16或26檢測的每小時分子束的量在閥33或43的開口度沒有到達(dá)下限值“L”的條件下改變趨勢減少，然后有必要增加閥的開口度。
盡管上述實施方案示出通過來自兩(2)個分子束源單元的分子束向基片51的排放獲得膜形成的實施例，然而本發(fā)明當(dāng)然也能用于通過來自單獨(dú)的分子束源單元的分子束向基片51的排放獲得膜形成的情況，或通過來自三(3)個或更多分子束源單元的分子束向基片51的排放獲得膜形成等的情況。
本發(fā)明也可在沒有脫離其精神或基本特性或特征的情況下以其它特殊的形式具體化。因此應(yīng)在各方面考慮本發(fā)明的實施方案為說明性和非限制性的，所以本發(fā)明的范圍應(yīng)由所附權(quán)利要求概括而不是前述的說明，并且由此為權(quán)利要求的等價物的范圍也包括在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于堆積薄膜的分子束源，其用于蒸發(fā)薄膜元件材料，該分子束源包括坩鍋，其用于加熱薄膜元件材料；加熱器，其用于加熱所述坩鍋；分子排放通道，其用于向成膜表面排放在所述坩鍋內(nèi)生成的薄膜元件材料的分子；真空容器，其具有密封結(jié)構(gòu)，用于容納所述坩鍋、所述加熱器和所述分子排放通道；閥，其用于調(diào)節(jié)分子束排放量，位于所述分子排放通道的途中；檢測裝置，其用于檢測向所述成膜表面排放的分子束的量；控制器裝置，其用于通過所述的檢測裝置檢測的關(guān)于分子束量的反饋信息由閥驅(qū)動裝置調(diào)節(jié)閥開口度；加熱電源，其供應(yīng)用于加熱所述加熱器的電力；以及控制裝置，其用于依據(jù)所述的關(guān)于分子束量的信息和閥開口度的信息調(diào)節(jié)供應(yīng)至所述加熱電源的電力。
2.一種在用于堆積薄膜的分子束源內(nèi)控制分子束的量的方法，該分子束源用于蒸發(fā)薄膜元件的材料，該分子束源包括坩鍋，其用于加熱薄膜元件材料；加熱器，其用于加熱所述坩鍋；分子排放通道，其用于向成膜表面排放在所述坩鍋內(nèi)生成的薄膜元件材料的分子；真空容器，其具有密封結(jié)構(gòu)，用于容納所述坩鍋、所述加熱器和所述分子排放通道；閥，其用于調(diào)節(jié)排放的分子束的量，位于所述分子排放通道的途中；檢測裝置，其用于檢測向所述成膜表面排放的分子束的量；控制器裝置，其用于通過所述檢測裝置檢測的關(guān)于分子束的量的反饋信息由閥驅(qū)動裝置調(diào)節(jié)閥的開口度；加熱電源，其用于供應(yīng)加熱所述加熱器的電力；以及控制裝置，其用于依據(jù)所述的關(guān)于分子束量的信息和閥開口度的信息調(diào)節(jié)供應(yīng)至所述加熱電源的電力，該方法包括以下步驟當(dāng)連續(xù)地蒸發(fā)有機(jī)材料至基片上時，如果用于獲得預(yù)定的分子束量的必要的閥開口度等于或大于預(yù)定基準(zhǔn)值，則調(diào)節(jié)用于加熱所述坩鍋的電源的電力，并且由此控制閥開口度在一定范圍內(nèi)。
全文摘要
一種用于薄膜堆積的分子束源，其通過針形閥調(diào)節(jié)每小時排放的分子束的量，使之保持恒定而不用考慮坩鍋內(nèi)剩余的薄膜元件形成材料量的降低，其包括用于加熱坩鍋31和41內(nèi)的薄膜元件形成材料“a”和“b”的加熱器32和42，以及用于調(diào)節(jié)在坩鍋31和41內(nèi)生成的薄膜元件形成材料“a”和“b”分子的排放量的閥33和43。并且，它還包括控制裝置，該裝置通過關(guān)于分子束的量的反饋信息利用伺服電動機(jī)36和46調(diào)節(jié)閥33和43的開口度，該反饋信息利用檢測向成膜表面排放的分子束的量的膜厚測量儀16和26獲得；供應(yīng)電力以將加熱器32和42加熱的加熱電源；以及控制裝置，該裝置依據(jù)關(guān)于分子源的量的信息和關(guān)于閥開口度的信息調(diào)節(jié)供應(yīng)至加熱電源的電力。
文檔編號C23C14/54GK1958838SQ20061015930
公開日2007年5月9日 申請日期2006年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月1日
發(fā)明者小林理, 石田俊彥 申請人:株式會社日本微拓科技