專利名稱：一種用于真空熱蒸發(fā)沉積金屬鋁薄膜的蒸發(fā)舟的制作方法
一種用于真空熱蒸發(fā)沉積金屬鋁薄膜的蒸發(fā)舟技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于真空鍍膜技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于真空熱蒸發(fā)沉積金屬鋁薄膜的蒸發(fā)舟。
背景技術(shù)：
金屬薄膜在近紫外、可見到紅外區(qū)域具有很高的反射率，在電子及微電子工業(yè)、能源、信息科學(xué)等領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛。真空熱蒸發(fā)沉積技術(shù)是一種常用的制備金屬薄膜的方法。這種方法具有設(shè)備簡單、工藝簡便、成本低等優(yōu)點。金屬薄膜可以采用高熔點金屬絲、金屬蒸發(fā)舟或金屬加熱體與陶瓷蒸發(fā)舟組成的蒸發(fā)源在真空條件下通過熱蒸發(fā)沉積鍍膜技術(shù)來獲得。金屬絲、金屬蒸發(fā)舟和金屬加熱體的材料可采用高熔點的鉭、鑰、鎢等金屬材料；蒸發(fā)舟的材料通常采用石墨、氮化硼、氧化鋁等材料。
真空熱蒸發(fā)沉積鋁薄膜被廣泛的應(yīng)用于光電子器件的電極。金屬鋁薄膜可以采用鎢絲、鎢舟、鉭舟等在真空條件下熱沉積制備。但是，加熱過程中所形成的高溫金屬鋁溶液可與高熔點金屬相浸潤形成合金，進(jìn)而對金屬加熱體造成破壞，從而縮短金屬加熱體的使用壽命。同時，這種直接用高熔點金屬熱沉積金屬鋁薄膜的方法很難獲得大面積高均勻性的金屬鋁薄膜。因此這種方法不適用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。目前大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)廣泛采用由高熔點金屬加熱體和陶瓷蒸發(fā)舟組成的加熱源作為蒸發(fā)源，所采用的鋁蒸發(fā)舟通常為圓柱形的陶瓷坩堝。在真空加熱條件下，金屬鋁先熔化形成高溫金屬鋁溶液，然后升華形成鋁蒸汽，到達(dá)基底表面并被收集，最后冷卻形成金屬鋁薄膜。如果采用傳統(tǒng)的圓柱形坩堝，在加熱蒸發(fā)的過程中，部分高溫金屬鋁溶液會沿著坩堝的側(cè)壁溢(爬)出，到達(dá)金屬發(fā)熱體上。高溫金屬招溶液可與高熔點金屬相浸潤形成合金，從而對金屬加熱體造成破壞。這種金屬合金的形成是破壞金屬加熱體的最主要的原因。使用這種傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的蒸發(fā)舟，金屬加熱體的使用壽命一般只有30-50次。短的使用壽命造成需要頻繁更換金屬加熱體，從而降低了生產(chǎn)節(jié)拍，提高了生產(chǎn)成本。發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的蒸發(fā)舟存在的高溫金屬鋁溶液與金屬加熱體形成合金對加熱體造成破壞的技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種用于真空熱蒸發(fā)沉積金屬鋁薄膜的蒸發(fā)舟。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案具體如下
一種用于真空熱蒸發(fā)沉積金屬鋁薄膜的蒸發(fā)舟，包括上端敞口的圓柱形蒸發(fā)坩堝；該蒸發(fā)舟還包括
設(shè)置于所述圓柱形蒸發(fā)坩堝上端外圍的圓形緩沖平臺；
設(shè)置于所述圓形緩沖平臺外圍上方的圓柱形防溢出阻擋層。
在上述技術(shù)方案中，所述圓柱形蒸發(fā)坩堝的直徑為10-20 mm。
在上述技術(shù)方案中，所述圓柱形蒸發(fā)坩堝的高度為10-50 mm。
在上述技術(shù)方案中，所述圓形緩沖平臺的直徑比所述圓柱形蒸發(fā)坩堝的大10 mm。
在上述技術(shù)方案中，所述圓柱形防溢出阻擋層的高度為2-10 mm。在上述技術(shù)方案中，所述圓柱形蒸發(fā)坩堝、所述圓形緩沖平臺和所述圓柱形防溢出阻擋層的材料為石墨、氮化硼或氧化鋁。在上述技術(shù)方案中，所述圓柱形蒸發(fā)坩堝、所述圓形緩沖平臺和所述圓柱形防溢出阻擋層的厚度分別為O. 5-2 mm。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明的用于真空熱蒸發(fā)沉積金屬鋁薄膜的蒸發(fā)舟，由于在設(shè)置了圓形緩沖平臺和頂部圓柱形防溢出阻擋層，而蒸發(fā)過程中只對底部圓柱形蒸發(fā)坩堝進(jìn)行加熱，圓形緩沖平臺和頂部圓柱形防溢出阻擋層的溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于底部圓柱形蒸發(fā)坩堝，溢(爬)出的高溫金屬鋁溶液將被頂部圓柱形防溢出阻擋層所阻擋并在圓形緩沖平臺上冷卻，從而防止金屬鋁溶液溢出到外部金屬加熱體上，有效抑制了由于高溫金屬鋁溶液與金屬加熱體相互作用形成合金對金屬加熱體所造成的破壞，從而可顯著延長金屬鉭加熱體的使用壽命，降低金屬鉭加熱體的更換頻率，提高生產(chǎn)節(jié)拍，降低生產(chǎn)成本。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖I是本發(fā)明的用于真空熱蒸發(fā)沉積金屬鋁薄膜的蒸發(fā)舟的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的用于真空熱蒸發(fā)沉積金屬鋁薄膜的蒸發(fā)舟的結(jié)構(gòu)示意前視圖(a)，俯視圖(b)和剖面圖(C)。圖中附圖標(biāo)記表示為11-圓柱形蒸發(fā)坩堝；12_圓形緩沖平臺；13_圓柱形防溢出阻擋層。
具體實施例方式本發(fā)明的用于真空熱蒸發(fā)沉積金屬鋁薄膜的蒸發(fā)舟的結(jié)構(gòu)包括底部圓柱形蒸發(fā)坩堝、圓形緩沖平臺和頂部圓柱形防溢出阻擋層。本發(fā)明的用于真空熱蒸發(fā)沉積金屬鋁薄膜的蒸發(fā)舟中，鋁蒸發(fā)舟的材料為氧化鋁、石墨或氮化硼。蒸發(fā)舟的厚度為O. 5-2 mm;底部圓柱形蒸發(fā)i甘禍的直徑為10-20 mm,高度為10-50 mm ;圓形緩沖平臺的直徑比底部圓柱形蒸發(fā)舟大10 mm ;頂部圓柱形防溢出阻擋層的高度為2-10 mm。下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明，但本發(fā)明不限于這些實施例。實施例I如圖I和圖2所示的蒸發(fā)舟。蒸發(fā)舟材料為氮化硼，采用化學(xué)氣相沉積的方法制備。氮化硼陶瓷的厚度為I mm ;底部的圓柱形蒸發(fā)i甘禍11的直徑為10 mm,高度為30 mm ；圓形緩沖平臺12的直徑為20 mm ;頂部的圓柱形防溢出阻擋層13的高度為5 mm。實施結(jié)果在10_7 Torr真空度下，采用金屬鉭加熱體對本實施例蒸發(fā)舟進(jìn)行加熱，蒸發(fā)舟中每次裝入約5克金屬鋁條，每次加熱蒸發(fā)后蒸發(fā)舟無鋁條剩余。在此實驗條件下，金屬鉭加熱體的使用壽命達(dá)到200次以上。實施例2本發(fā)明選用圖I所示的蒸發(fā)舟。蒸發(fā)舟材料為石墨。石墨的厚度為2 mm ;底部圓柱形蒸發(fā)i甘禍11的直徑為20 mm,高度為10 mm ;圓形緩沖平臺12的直徑為30 mm ;頂部圓柱形防溢出阻擋層13的高度為2 mm。
實施結(jié)果在10_7 Torr真空度下，采用金屬鉭加熱體對本實施例蒸發(fā)舟進(jìn)行加熱，蒸發(fā)舟中每次裝入約5克金屬鋁條，每次加熱蒸發(fā)后蒸發(fā)舟無鋁條剩余。在此實驗條件下，金屬鉭加熱體的使用壽命達(dá)到200次以上。
實施例3
本發(fā)明選用圖I所示的蒸發(fā)舟。蒸發(fā)舟材料為氧化鋁，氧化鋁層的厚度為O. 5 mm ； 底部圓柱形蒸發(fā)i甘禍11的直徑為15 mm,高度為50 mm ;圓形緩沖平臺12的直徑為35 mm ； 頂部圓柱形防溢出阻擋層13的高度為10 mm。
實施結(jié)果在10_7 Torr真空度下，采用金屬鉭加熱體對本實施例蒸發(fā)舟進(jìn)行加熱，蒸發(fā)舟中每次裝入約5克金屬鋁條，每次加熱蒸發(fā)后蒸發(fā)舟無鋁條剩余。在此實驗條件下，金屬鉭加熱體的使用壽命達(dá)到200次以上。
顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種用于真空熱蒸發(fā)沉積金屬鋁薄膜的蒸發(fā)舟，包括上端敞口的圓柱形蒸發(fā)坩堝(11);其特征在于，該蒸發(fā)舟還包括 設(shè)置于所述圓柱形蒸發(fā)坩堝(11)上端外圍的圓形緩沖平臺(12)； 設(shè)置于所述圓形緩沖平臺(12)外圍上方的圓柱形防溢出阻擋層(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的蒸發(fā)舟，其特征在于，所述圓柱形蒸發(fā)坩堝(11)的直徑為10-20 mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的蒸發(fā)舟，其特征在于，所述圓柱形蒸發(fā)坩堝(11)的高度為10-50 mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的蒸發(fā)舟，其特征在于，所述圓形緩沖平臺(12)的直徑比所述圓柱形蒸發(fā)i甘禍(11)的大10 mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的蒸發(fā)舟，其特征在于，所述圓柱形防溢出阻擋層(13)的高度為 2-10 mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一項所述的蒸發(fā)舟，其特征在于，所述圓柱形蒸發(fā)坩堝(11)、所述圓形緩沖平臺(12)和所述圓柱形防溢出阻擋層(13)的材料為石墨、氮化硼或氧化鋁。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一項所述的蒸發(fā)舟，其特征在于，所述圓柱形蒸發(fā)坩堝(11)、所述圓形緩沖平臺(12)和所述圓柱形防溢出阻擋層(13)的厚度分別為0. 5-2 mm。
全文摘要
本發(fā)明屬于真空鍍膜技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于真空熱蒸發(fā)沉積金屬鋁薄膜蒸發(fā)舟結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，其包括上端敞口的圓柱形蒸發(fā)坩堝；設(shè)置于所述圓柱形蒸發(fā)坩堝上端外圍的圓形緩沖平臺；設(shè)置于所述圓形緩沖平臺外圍上方的圓柱形防溢出阻擋層。與傳統(tǒng)鋁蒸發(fā)舟相比，本發(fā)明蒸發(fā)舟加入了圓形緩沖平臺和頂部的圓柱形防溢出阻擋層。熱沉積時，溢出的高溫鋁溶液將被頂部防溢出阻擋層阻擋并在圓形緩沖平臺冷卻，從而防止鋁溶液與金屬加熱體相浸潤形成合金，進(jìn)而對金屬加熱體造成破壞。本發(fā)明蒸發(fā)舟可顯著延長金屬加熱體的使用壽命，從而降低金屬加熱體的更換頻率，提高生產(chǎn)節(jié)拍，降低生產(chǎn)成本。
文檔編號C23C14/24GK102978574SQ20121053632
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月12日
發(fā)明者蘇子生, 初蓓, 李文連 申請人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所