用于真空沉積裝置的蒸發(fā)設(shè)備及包括該蒸發(fā)設(shè)備的真空沉積裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于真空沉積裝置的蒸發(fā)設(shè)備，其允許控制待蒸發(fā)材料的加熱持續(xù)時間和強度從而限制蒸發(fā)過程中待蒸發(fā)材料的退化。本發(fā)明提出用于真空沉積裝置的蒸發(fā)設(shè)備，包括用于容納待蒸發(fā)材料的坩堝，坩堝包括底部、主體和開口，和圍繞坩堝的主體的至少一部分的加熱裝置，蒸發(fā)設(shè)備置于真空沉積裝置的具有低于10-3mbar的壓強的真空腔中。蒸發(fā)設(shè)備還包括至少一個介于坩堝主體和加熱裝置之間的熱屏障，熱屏障包括至少一個相對于坩堝可移動的第一元件，并且設(shè)計成使得在主體上的被考慮的點處坩堝主體所接收的熱量在給定的時間符合被考慮點與坩堝底之間的距離的非常值函數(shù)，該函數(shù)可根據(jù)熱屏障的第一元件相對坩堝的至少一個移動度來調(diào)整。
【專利說明】用于真空沉積裝置的蒸發(fā)設(shè)備及包括該蒸發(fā)設(shè)備的真空沉積裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]本發(fā)明涉及一種可用于真空沉積裝置的蒸發(fā)設(shè)備，該蒸發(fā)設(shè)備包括坩堝和設(shè)置在坩堝外周的熱屏障。
[0002]所述蒸發(fā)設(shè)備用于在工業(yè)中配備在真空沉積裝置上，以便在多種尺寸的襯底上提供(有時非常薄的)材料沉積層。
【背景技術(shù)】
[0003]眾所周知，用于真空沉積裝置的蒸發(fā)設(shè)備包括:
[0004]-用于容納待蒸發(fā)材料的坩堝，其包括底部、主體和開口，和
[0005]-圍繞至少部分坩堝主體的加熱裝置。
[0006]另外，公知的是這種蒸發(fā)設(shè)備用于放置于低于10_3mbar壓強的真空沉積裝置的真空腔內(nèi)。
[0007]在該壓強條件下，使用加熱裝置對坩堝主體的加熱主要是通過輻射，真空腔內(nèi)的真空降低了對流熱交換。
[0008]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，整個坩堝，以及包含在其中的待蒸發(fā)的材料都被加熱到高溫。因此這種坩堝的加熱是均勻的，并且會導(dǎo)致靠近坩堝開口的待蒸發(fā)材料部分和靠近坩堝底部的待蒸發(fā)材料部分都被加熱。
[0009]
【發(fā)明者】已分析得出，在需要用于制備沉積的材料蒸發(fā)過程中，主要來自靠近坩堝開口的待蒸發(fā)材料的自由表面的蒸氣流會從坩堝開口逸出。決定產(chǎn)生這股氣流能力的蒸氣壓是由該自由表面的溫度控制的。
[0010]因此，靠近坩堝開口的待蒸發(fā)材料部分在蒸發(fā)過程中被逐漸消耗掉了。
[0011]然而，對位于坩堝中間和底部的待蒸發(fā)材料部分的加熱持續(xù)時間較之靠近開口的待蒸發(fā)材料更長。
[0012]因此，坩堝主體的不同部位被以均勻的方式加熱，并且會經(jīng)歷有時較長的相同的蒸發(fā)持續(xù)時間。在自由表面以下的材料，其并不對蒸發(fā)做出主要貢獻，卻需要經(jīng)歷與蒸發(fā)自由表面相比至少相同的溫度。不斷暴露在熱流下的材料促進了待蒸發(fā)材料的退化。特別地，蒸發(fā)將盡時，位于坩堝較低部位的材料在蒸發(fā)溫度下所要經(jīng)歷的時間會比位于上部的材料更長。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]為了補救上述缺陷，本發(fā)明提出一種用于真空沉積裝置的蒸發(fā)設(shè)備，其包括至少一個介于坩堝主體和加熱裝置之間的熱屏障，所述熱屏障包括至少一個可相對坩堝移動的第一元件，并且所述第一元件設(shè)計成使得在坩堝上被考慮的位置處，在給定的時間，坩堝的主體所接收的熱量符合被考慮位置和坩堝底之間的距離的非常值函數(shù)，該函數(shù)可根據(jù)熱屏障的第一元件相對于坩堝的至少一個移動度來調(diào)整。[0014]因此本發(fā)明給出一種蒸發(fā)設(shè)備，能允許以非均勻方式對坩堝主體的不同部位進行加熱，而且能讓這些不同部位吸收的熱量隨時間而不同。
[0015]對容納在坩堝里而又不直接貢獻于有效蒸汽流的待蒸發(fā)材料部分的加熱因此被限制和控制。
[0016]實際上，根據(jù)本發(fā)明的蒸發(fā)設(shè)備允許例如在其靠近坩堝開口的自由表面局部加熱待蒸發(fā)材料，而無需將剩余待蒸發(fā)材料暴露在可能最終導(dǎo)致其物理化學(xué)性質(zhì)退化的強熱中。
[0017]這樣，通過將熱屏障插入坩堝主體和加熱裝置之間，包含在坩堝中的一部分待蒸發(fā)材料被保護而免于加熱裝置朝向坩堝主體發(fā)出的一部分熱輻射流。所述熱屏障僅僅傳輸熱輻射的一部分到坩堝主體，并且反射熱輻射的其他部分。因此所述熱屏障對于加熱裝置的熱輻射起到鏡子的作用。
[0018]所述熱屏障包括至少一個能相對于坩堝移動的第一元件，其容許將坩堝主體的給定部位暴露出來，并且只加熱坩堝主體的上部來引發(fā)待蒸發(fā)材料從最靠近坩堝開口的自由表面蒸發(fā)。
[0019]因此，坩堝主體在靠近開口的點一也就是距離坩堝底部較遠位置一所吸收的熱量，高于在距離坩堝底部較近位置所吸收的熱量。
[0020]一般來說，根據(jù)本發(fā)明的蒸發(fā)設(shè)備使得在給定的時刻沿著坩堝的主體上具有溫度的非恒定分布。
[0021]而且，所述第一元件的可移動性允許坩堝主體的一部分所接收的來自加熱裝置的熱量在此過程中隨時間變化而不同。因此隨時間變化所吸收的熱量可控。這會是很有利的，例如用于在蒸發(fā)過程中暴露坩堝主體，以及減少蒸發(fā)進行過程中坩堝中待蒸發(fā)材料的高度(level)。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的坩堝是特別適用于待蒸發(fā)的有機材料，其作為制造發(fā)光設(shè)施或顯示器(平板顯示器、移動設(shè)備等)的有機發(fā)光二極管(OLEDs)的一部分和制造光電池的一部分。
[0023]實際上，從坩堝蒸發(fā)的有機材料是粉末形態(tài)，相對地絕熱。因此，需要加熱這些粉末的時間有時較長。
[0024]然而，有機材料對熱敏感且加熱時會分解:這種現(xiàn)象稱為高溫分解。高溫分解的速度是所達到的溫度和在該溫度持續(xù)時間的函數(shù)。溫度越高，材料的分解越顯著。材料分解的量也因加熱持續(xù)的時間而增加。
[0025]進一步地，所使用的有機材料非常昂貴。因此需要通過最小化其熱分解來優(yōu)化其利用率。
[0026]因此，根據(jù)本發(fā)明的蒸發(fā)設(shè)備能實現(xiàn)待蒸發(fā)材料的優(yōu)化利用率，后者僅在其需要被蒸發(fā)時被加熱到高溫。
[0027]而且，蒸發(fā)設(shè)備的其他優(yōu)勢和非限定性特點為:
[0028]-熱屏障的第一元件可安裝成相對于坩堝平移移動；
[0029]-熱屏障的第一元件可安裝成相對于坩堝轉(zhuǎn)動移動；
[0030]-熱屏障包括至少一個第二元件，熱屏障的第一元件相對第二元件可移動，且所述第一元件和第二元件設(shè)置成在它們之間限定縫隙，該縫隙的尺寸可以根據(jù)它們之間的相對位置調(diào)節(jié)；
[0031]-所述蒸發(fā)設(shè)備包括適應(yīng)于控制熱屏障的至少第一元件的控制裝置，以便調(diào)節(jié)穿過坩堝開口的待蒸發(fā)材料的蒸氣流速；
[0032]-穿過坩堝開口的待蒸發(fā)材料的蒸氣流速保持恒定。
[0033]最后，本發(fā)明還涉及一種真空沉積裝置，其包括本發(fā)明所述的蒸發(fā)設(shè)備。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]本發(fā)明實施例將結(jié)合附圖詳細說明:
[0035]-圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的配置了蒸發(fā)設(shè)備的真空沉積裝置的剖面示意圖；
[0036]-圖2是包括將幾乎整個加熱裝置屏蔽的第一元件的蒸發(fā)設(shè)備的剖面示意圖；
[0037]-圖3是圖2的蒸發(fā)設(shè)備的剖面示意圖，其中第一元件沿著坩堝滑動從而將加熱裝
置暴露;
[0038]-圖4是坩堝和熱屏障的剖面示意圖，其中示出了當蒸發(fā)設(shè)備是圖2的結(jié)構(gòu)時，坩堝主體接收的熱量；
[0039]-圖5是坩堝和熱屏障的剖面示意圖，其中示出了當蒸發(fā)設(shè)備是圖3的結(jié)構(gòu)時，坩堝主體接收的熱量；
[0040]-圖6是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的配置了蒸發(fā)設(shè)備的真空沉積裝置的剖面示意圖；
[0041]-圖7是根據(jù)第二實施例的具有豎直槽形縫隙的第一熱屏障元件的透視圖；
[0042]-圖8是根據(jù)第二實施例的具有梯形縫隙的第二熱屏障元件的透視圖；
[0043]-圖9是根據(jù)第二實施例的熱屏障的透視圖，包括圖7的第一元件和圖8的第二元件；
[0044]-圖10示出了圖9得熱屏障的展開和平鋪視圖，其中示出當?shù)谝辉偷诙目p隙在它們的上部彼此相對時，坩堝主體吸收的熱量；
[0045]-圖11所示為圖9所示熱屏障的展開和平鋪視圖，其中示出當?shù)谝辉偷诙目p隙在大約它們一半高度的位置彼此相對時坩堝主體吸收的熱量；
[0046]-圖12和13是配備了具有兩種不同熱屏障構(gòu)型的本發(fā)明第三實施例的蒸發(fā)設(shè)備的真空沉積裝置的示意圖。 【具體實施方式】
[0047]圖1示出包括根據(jù)本發(fā)明第一實施例的蒸發(fā)設(shè)備10的真空沉積裝置I的剖面示意圖。
[0048]所述真空沉積裝置I首先包括真空腔2，在其上部具有基底3。
[0049]對于這樣一個真空沉積裝置1，在真空腔2中的壓強情況是這樣的:在運行過程中，真空腔內(nèi)的壓強低于10_3毫巴(mbar)，且優(yōu)選低于10_5mbar。這尤其能夠使得在基底上的沉積層具有優(yōu)良的沉積性質(zhì)。
[0050]如圖1所示，真空沉積裝置I還包括置于真空腔2中的蒸發(fā)設(shè)備10，通常在其下部，也就是低于基底3。[0051]蒸發(fā)設(shè)備10首先包括基本為圓柱形的坩堝20，其為繞回轉(zhuǎn)軸Al的回轉(zhuǎn)體。坩堝20 一方面被其較低部分的底部21限定，并且另一方面被其側(cè)部的主體22限定。
[0052]坩堝20包括在其上部的截形的頸25，頸25從坩堝20的主體22延伸到中心位于回轉(zhuǎn)軸Al的開口 23，從而使開口 23定位成面向基底3。
[0053]坩堝20盛有待蒸發(fā)材料24，其具有直接面向開口 23的自由表面24A。
[0054]蒸發(fā)設(shè)備10還包括設(shè)置在坩堝20外周從而圍繞坩堝20的主體22的至少一部分的加熱裝置12。加熱裝置12從坩堝20的頸25開始與坩堝20的主體22平行地垂直延伸，并且降至低于坩堝20的底部21的水平位置。
[0055]加熱裝置12包括電阻，電阻被加熱到高溫來將熱傳輸至與加熱裝置12相對的坩堝20的主體22。
[0056]在真空腔2內(nèi)的壓強狀況使得加熱裝置12和坩堝20的主體22之間的熱交換基本是通過輻射進行的，這是因為真空腔2中存在的真空極大地限制了熱對流交換。
[0057]蒸發(fā)設(shè)備10還包括熱屏障30，熱屏障30位于真空腔2內(nèi)并且被插入在坩堝20的主體22和加熱裝置12之間。
[0058]根據(jù)圖2-5所示的本發(fā)明的第一實施例中，熱屏障30包括單個的圓柱形的第一元件31，第一元件31的直徑大于坩堝20的主體22的直徑，從而能夠包圍后者的至少一部分，但是第一元件31又足夠小以使得第一元件31可以被插入到電阻12和坩堝20的主體22之間。
[0059]熱屏障30的第一元件31由中空石英圓柱體構(gòu)成，其外壁涂覆有能反射加熱裝置12發(fā)出的熱輻射的層。該層可以為金屬層，例如銀、鋁或金層。由于這種構(gòu)成，熱屏障30的第一元件31可作為鏡子，其反射由加熱裝置12發(fā)出的并射入到其外表面上的熱輻射的一部分。
[0060]作為一種變型，第一元件可以包括由具有能夠反射紅外線的涂層的玻璃或熔融石英制成的圓柱體。作為另一種變化，所述第一元件可包括金屬圓柱體。
[0061]在圖2和5所示的蒸發(fā)設(shè)備10的特定實施例中，熱屏障30的可移動部分31可以安裝成相對于坩堝20平移移動，以使得熱屏障30可以在以下的位置之間沿著坩堝20的主體22滑動:
[0062]-較高的位置，其中熱屏障30覆蓋坩堝20的全部主體22，也就是熱屏障30相對于全部加熱電阻12將坩堝20的主體22擋住了，和
[0063]-較低的位置，其中熱屏障30未完全覆蓋坩堝20的主體22，也就是加熱電阻12與坩堝20的主體22相對，熱屏障30被收回。
[0064]圖2至5示出在較高位置和較低位置之間的中間位置的熱屏障30。圖2和4對應(yīng)于熱屏障30的第一元件31從最高位置向下稍稍沿著坩堝20的主體22滑動的構(gòu)型，從而將加熱裝置12的上部暴露。圖3和5對應(yīng)于熱屏障30的第一元件31從圖2和4所示位置向下更多地沿著坩堝20的主體22滑動的構(gòu)型。
[0065]相應(yīng)地，根據(jù)熱屏障30的可移動部分31相對于坩堝20的位置，根據(jù)坩堝20的主體22上的點的不同，將會區(qū)分出兩種不同的情況:
[0066]I)點Pl的情況:點Pl與加熱裝置12直接相對，從而使得在所考慮的點Pl處坩堝20的主體22吸收的熱量Q較高；[0067]ii)點P2的情況:點P2相對于加熱裝置12被熱屏障30遮住了，并且特別地是被其第一元件31遮住，從而使得在所考慮的點P2處坩堝20的主體22吸收的熱量Q較低。
[0068]這在圖4和5中也可看出，其中，對于熱屏障30的第一元件31的對應(yīng)于坩堝20的兩個中間位置，將坩堝20的主體22吸收的熱量Q表達為所考慮的點與坩堝20的底部21之間的距離D的函數(shù)。
[0069]因此，從圖4和5中可看出，坩堝20的主體22吸收的熱量Q在主體22的所考慮的點，在給定的時刻，符合所考慮的點和坩堝20的底部21之間的距離D的非常值函數(shù)，該函數(shù)為方形。
[0070]讓我們現(xiàn)在考慮如圖2-5中所示的點P3。在圖2和4的情形中，熱屏障30的第一元件31相對于坩堝20的主體22的位置使得坩堝20的主體22上的所考慮點P3被熱屏障30的第一元件31覆蓋，其擋住了加熱裝置12。因此，如圖3所示，坩堝20的主體22在點P3處接收的熱量Q較低。
[0071]類似地，在圖3至5的情形中，熱屏障30的第一元件31沿著坩堝20的主體22稍稍向下滑動，其相對坩堝20的主體22所處位置使得坩堝20的主體22上的被考慮點P3不被熱屏障30的第一元件31覆蓋，這樣加熱裝置12與點P3直接相對。因此，如圖4所示，坩堝20的主體22在點P3處接收的熱量Q較高。
[0072]因此，可以理解坩堝20的主體22接收的熱量Q可以根據(jù)熱屏障30的第一元件31相對于坩堝20移動(在此是滑動)進行調(diào)節(jié)。
[0073]現(xiàn)在考慮容納在坩堝20中的待蒸發(fā)材料24，特別是其直接面向坩堝20的開口 23的自由表面24A。
[0074]在圖2和4的結(jié)構(gòu)中，自由表面24A與點Pl處于同一高度，也就是與坩堝20的底21之間有較遠的距離D，而且坩堝20的主體22在這一高度上從加熱裝置12吸收了較高的熱量Q，這是由于熱屏障30的第一元件31沒有擋住加熱裝置12。
[0075]另一方面，對于與自由表面24A相比與坩堝20的底部21之間具有較小距離D的待蒸發(fā)材料24的部分，坩堝20的主體22吸收的熱量Q較低，且該熱量Q為非恒定的與坩堝20的底21之間距離D的函數(shù)，這在圖3中可看出。
[0076]因此，待蒸發(fā)材料24的自由表面24A被劇烈地加熱，然而位于靠近坩堝20的底部21的待蒸發(fā)材料24的部分則被較輕微的加熱。
[0077]結(jié)果，待蒸發(fā)材料24在自由表面24A的溫度被加熱到足以使蒸氣流24B從自由表面24A產(chǎn)生并從坩堝20的開口 23逸出。
[0078]類似地，位于坩堝20中部或底部的待蒸發(fā)材料24的溫度增加了但溫度升高很有限，這是因為在這些部位的坩堝20的主體22吸收的熱量Q足夠低以使得待蒸發(fā)材料24不
產(chǎn)生變質(zhì)。
[0079]由于從自由表面24A產(chǎn)生的蒸氣流24B，容納于坩堝20中的待蒸發(fā)材料24被蒸發(fā)消耗了，導(dǎo)致自由表面24A的水平高度在坩堝20的主體22中下降。
[0080]這在圖3和5中示出，其中自由表面24A的水平高度下降并更加接近坩堝20的底部21。類似地，如前所述，熱屏障30的第一元件31沿著坩堝20的主體22從圖2和4中示出的起始位置向下滑動。
[0081]現(xiàn)在自由表面24A與坩堝20的主體22上的點P3處于同一高度上，且坩堝20的主體22在這一高度從加熱裝置12吸收了較高的熱量Q，這是由于第一元件31未擋住加熱裝置12。
[0082]在圖4中確實可以看出坩堝20的主體22吸收的熱量Q具有非恒定分布曲線，其為與坩堝20的底部21之間距離D的函數(shù)，該分布曲線與根據(jù)如圖3所示的熱屏障30的第一元件31平行于回轉(zhuǎn)軸Al平移運動之后的分布曲線不同。
[0083]結(jié)果，如前所述，待蒸發(fā)材料24在其直接面向坩堝20開口 23的自由表面24A處的溫度增加到足以產(chǎn)生蒸氣流24B。
[0084]因此，可以理解，通過上述蒸發(fā)設(shè)備10來調(diào)整坩堝20的主體22吸收的熱量Q是可能的，這歸功于能相對于坩堝20移動的熱屏障30的第一元件31。
[0085]特別地，隨著待蒸發(fā)材料24的水平面在坩堝20中下降隨時控制熱屏障30的第一元件31相對于坩堝20的位置是可能的，從而調(diào)節(jié)坩堝20主體22所吸收的、能貢獻給坩堝內(nèi)待蒸發(fā)材料24的熱量Q的分布曲線。
[0086]這樣，自由表面24A可隨著待蒸發(fā)材料24的蒸發(fā)被充分加熱，從而保持穿過坩堝20開口 23的蒸氣流24B。
[0087]有利地，在蒸發(fā)設(shè)備的另一實施例中，因此提供了控制元件用于至少控制熱屏障的第一元件來調(diào)節(jié)通過坩堝開口的待蒸發(fā)材料的蒸氣流。所述控制元件容許例如啟動熱屏障的移動部分從而使移動部分沿著坩堝主體滑動，從而使通過坩堝開口的待蒸發(fā)材料蒸汽流速率恒定。
[0088]圖6至10涉及本發(fā)明的第二實施例。
[0089]因此，在圖6中不出具有真空腔2和基底3的真空沉積裝直I。
[0090]在所述第二實施例中，蒸發(fā)設(shè)備100置于真空沉積裝置I的真空腔2內(nèi)。所述蒸發(fā)設(shè)備100包括:
[0091]-坩堝120，與第一實施例中相似，坩堝120中盛放待蒸發(fā)材料124，并包括底部121、主體122和開口 123，和
[0092]-加熱裝置102，與第一實施例中相似，圍繞坩堝120的至少部分主體122。
[0093]所述蒸發(fā)設(shè)備100進一步包括熱屏障130，其包括:
[0094]-第一元件131，其能相對于坩堝120移動，和
[0095]-第二元件133，第一元件131也能相對于第二元件133移動。
[0096]圖7至9詳述了熱屏障130以及第一和第二元件131、133的特征。
[0097]因此，如7中示出，第一元件131具有回轉(zhuǎn)圓柱體形狀，在本例中，其由金屬板構(gòu)成。
[0098]作為一種變型，第一元件可以，例如由包括金屬沉積層或任何其它能充當熱屏障的材料的石英回轉(zhuǎn)圓柱體形成。
[0099]第一元件131包括兩個完全相同的第一開口 132AU32B，它們互相直接相對。第一開口 132AU32B以豎直狹縫的形式在第一元件131的較低和較高部位之間延伸。由此形成，第一開口 132A、132B的總表面對應(yīng)于第一兀件131的表面的約50%。
[0100]類似地，在圖8中示出具有回轉(zhuǎn)圓柱體形狀的第二元件133也由金屬板構(gòu)成。
[0101]作為另一個變型，第二元件例如可由包括金屬沉積層或任何其他能充當熱屏障的材料的石英回轉(zhuǎn)圓柱體形成。[0102]第二元件133也包括兩個完全相同的第二開口 134AU34B，它們互相直接相對。第二開口 134A、134B具有梯形形狀，并在第二元件132的較低和較高部位之間延伸，第二開口134AU34B的上部寬于下部。
[0103]第二開口 134A、134B的高度基本與第一開口 132AU32B相同。類似地，第一開口132A、132B具有的寬度基本與第二開口 134A、134B在其底部的寬度相同。
[0104]圖9示出第二實施例的熱屏障130，其包括圖7中的第一元件131和圖8中的第二元件133。
[0105]特別地，第二元件133的直徑大于第一元件131的直徑，從而使得第二元件133可完全將第一元件131包圍。如圖6所示，第一元件131設(shè)置在坩堝120外周，與坩堝120的主體122相對，并將其完全遮住。而且，第二元件133插入到第一元件131和蒸發(fā)設(shè)備100的加熱裝置102之間。
[0106]這樣構(gòu)成成的熱屏障130介于坩堝120的主體122和加熱裝置102之間。
[0107]作為替換，第二元件的直徑可小于第一元件的直徑，從而使得第一元件就將第二元件完全包圍。
[0108]在該第二實施例中，相對于坩堝120可移動的第一元件131，也可相對于第二元件133可移動，在本例中為轉(zhuǎn)動。
[0109]第一開口 132AU32B的位置可以相對于第二開口 134AU34B的位置變化，這些第二開口 134A、134B部分或全部地彼此相對。
[0110]因此，第一元件131和第二元件132限定了縫隙，該縫隙的尺寸可以根據(jù)第一元件131和第二元件132的相對位置來調(diào)`節(jié)。
[0111]通過相對第二元件133轉(zhuǎn)動第一元件131，確實可以使得第一開口 132AU32B與第二開口 134A、134B 相對。
[0112]第一開口 132AU32B和第二開口 134A、134B能完全地相對，可以理解，例如，當?shù)谝婚_口 132A與第二開口 134A相對時，第一開口 132B就與第二開口 134B相對。
[0113]而且，由于第二開口 134A、134B的形狀為梯形，第一元件131相對于第二元件133布置得到的縫隙的高度可以根據(jù)它們的相對位置改變，且能通過第一元件131相對于第二元件133的轉(zhuǎn)動來調(diào)節(jié)。
[0114]可以理解，具有縫隙的熱屏障130介于蒸發(fā)設(shè)備100的加熱裝置102和坩堝120的主體122之間，幾乎能傳遞朝向坩堝120的主體122由加熱裝置102輻射的所有熱量。
[0115]在圖10和11中示出:
[0116]-圖左，為熱屏障130的展開和平鋪視圖，示出了第一元件131和第二元件133的疊加圖形。
[0117]-圖右，為在坩堝120的主體122的所考慮點處所接收的熱量Q，其為該點到坩堝的底部121的距離D的函數(shù)。
[0118]圖10對應(yīng)于如圖9所示的熱屏障130中的第一元件131的第一開口 132A、132B與第二元件133的第二開口 134A、134B部分相對時的情形。
[0119]在圖10的布置中，可看出由第一元件131相對于第二元件133配置構(gòu)成的縫隙135AU35B具有大致為梯形的形狀，且具有基本等于第一開口 132AU32B的一半高度的高度。[0120]如圖10右邊曲線所示，可以理解在與坩堝120的底部121距離為Dl處接收的熱量Q高，而在與坩堝120的底部121距離為D3處接收的熱量Q低，并且在與坩堝120底部121距離為D2處接收的熱量Q非常低，而在該距離D2處沒有縫隙。
[0121]因此，可看出坩堝120的主體122上的被考慮點處接收的熱量Q，在給定的時間上，符合該被考慮點與坩堝120的底部121之間的距離D的非常值函數(shù)。
[0122]從圖10所述情形可知，第一元件131和第二元件133的相對位置可以改變，通過轉(zhuǎn)動第一元件131來使第一開口 132A、132B幾乎與第二開口 134A、134B完全相對。因此得到圖11所示情況。
[0123]在該構(gòu)型中，可看出第一元件131和第二元件133之間構(gòu)成的縫隙135AU35B的尺寸發(fā)生變化，而其較之圖10所示的前述情形更大，幾乎延伸到第一開口 132AU32B的整個高度。
[0124]如圖11右邊的曲線所示，可理解除了距離坩堝120的底部121為Dl處接收的熱量Q，距離坩堝120的底部121為D3處接收的熱量Q也很高。另一方面，距離坩堝120的底部121為D2處接收的熱量Q總是相對較低，這是由于在距離D2處沒有縫隙的存在。
[0125]因此，可看出在被考慮的主體122的點上，坩堝120的主體122接收的熱量Q可調(diào)節(jié)，這歸功于熱屏障130的第一元件131相對于坩堝120轉(zhuǎn)動。
[0126]有利地，可以預(yù)期將熱屏障130作為一整體，也就是第一元件131和第二元件133都可相對于坩堝120轉(zhuǎn)動，從而使得容納在坩堝120中的待蒸發(fā)材料124就可在坩堝120的全部外周進行同樣的加熱。
[0127]作為變化，第一和第二元件可包括多個開口，這些開口的形狀和位置可適合于坩堝主體所需的溫度分布。
[0128]圖12和13涉及本發(fā)明的第三實施例。
[0129]由此，圖12和13示出具有真空腔2和基底3的真空沉積裝置I。
[0130]在第三實施例中，蒸發(fā)設(shè)備200置于真空沉積裝置I的真空腔2內(nèi)。蒸發(fā)設(shè)備200包括(見圖12的例子)坩堝220，其與第一實施例完全相同，盛有待蒸發(fā)材料24，且包括底部221、主體222和開口 223。
[0131]優(yōu)選地，坩堝220的底部221相對于坩堝220可沿著坩堝220的縱向方向(也就是軸A2的方向)位移地安裝。O形密封環(huán)221A，例如由橡膠制成，設(shè)置在可移動底部221的周圍，在坩堝220的底部221和主體222之間提供密封。
[0132]在這種構(gòu)型中，蒸發(fā)設(shè)備200還包括附加的控制元件(未示出)，控制坩堝220的底部221的位移。
[0133]換言之，所述控制元件操作坩堝220的底部221以將后者沿著坩堝主體222移動。
[0134]這種控制元件可包括例如控制桿，其一端連接馬達，且另一端連接坩堝220的底部221，這樣控制桿的位移就被傳遞到坩堝220的底部221上。
[0135]由于O形密封環(huán)221A，坩堝220的底221可沿著坩堝220的主體222密封地滑動。
[0136]蒸發(fā)設(shè)備220還包括加熱裝置102，其與第一實施例中的完全相同，包圍坩堝220的主體222的至少一部分。
[0137]蒸發(fā)設(shè)備220進一步包括熱屏障230，其包括(見圖12和13):
[0138]-能相對于坩堝220移動的第一元件231，和[0139]-第二元件232，第三元件233，和第四元件234，第一元件231也可相對于這些元件移動。
[0140]如圖12和13所示，熱屏障230是“伸縮”式的，第一、第二、第三和第四元件231、232、233、234的外徑調(diào)整為能使第一元件231縮入第二元件232中，第二元件232縮入第三元件233中，而第三元件233縮入第四元件234中。
[0141]這樣，熱屏障230的高度，也就是熱屏障230沿著回轉(zhuǎn)軸Al (見圖12和13)的尺寸可以被粗略的調(diào)整。
[0142]因此，圖12示出當所有元件231、232、233、234都展開時根據(jù)其最長高度的熱屏障230。圖13示出當?shù)谝辉?31向下移動，縮入第二元件232時的熱屏障230，這樣就不會遮擋蒸發(fā)設(shè)備200的加熱裝置12。[0143]因此，可以理解，在主體22上被考慮的點處坩堝220的主體222接收的熱量Q，在所給的時間，符合被考慮點和坩堝220的底部221之間距離D的非常值函數(shù)，該函數(shù)可根據(jù)熱屏障230的第一元件231相對于坩堝220的位移進行調(diào)節(jié)。
[0144]待蒸發(fā)材料24受到加熱裝置12的輻射，蒸氣流24B穿過坩堝220的開口 223，使得待蒸發(fā)材料24的自由表面24A在坩堝220中下降(見圖13)到與第一元件231相對的水平高度。
[0145]由于操控坩堝220的底部221的附加控制元件，精確調(diào)整坩堝220的主體222中的自由表面24A的位置成為可能，且因此可以調(diào)整待蒸發(fā)材料24特別是其自由表面24A接收的熱量。
[0146]這樣，由于坩堝220的底部221的位移，穿過坩堝220的開口 223的待蒸發(fā)材料24的流速可被精確調(diào)整，這是由于坩堝220的底221的位移
[0147]然而，需要注意的是，即使如圖12和13所示的蒸發(fā)設(shè)備200的第三實施例將可伸縮形式的熱屏障230和底部221可移動的坩堝220相結(jié)合，它們也可單獨用于根據(jù)本發(fā)明的其它的蒸發(fā)設(shè)備中。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于真空沉積裝置(I)的蒸發(fā)設(shè)備(10)，包括: -用于容納待蒸發(fā)材料(24)的坩堝(20)，所述坩堝(20)包括底部(21)、主體(22)和開口(23)，以及 -至少部分圍繞坩堝(20)的主體(22)的加熱裝置(12)， 所述蒸發(fā)設(shè)備(10)用于置于真空沉積裝置(I)的真空腔(2)中，真空腔(2)中的壓強低于10_3mbar，其特征在于，還包括至少一個介于坩堝(20)的主體(22)和加熱裝置(12)之間的熱屏障(30)，所述熱屏障(30)包括至少一個能相對于坩堝(20)移動的第一元件(31)，且所述第一元件(31)設(shè)計成使得在主體(22)上的被考慮的點處坩堝(20)的主體(22)所接收的熱量(Q)在給定的時間符合被考慮的點與坩堝(20)的底部(21)之間的距離(D)的非常值函數(shù)，該函數(shù)可根據(jù)熱屏障(30)的第一元件(31)相對于坩堝(20)的至少一個移動度來調(diào)整。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸發(fā)設(shè)備(10)，其中熱屏障(30)的第一元件(31)可安裝成能夠相對于坩堝(20)平移。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2之一所述的蒸發(fā)設(shè)備(10)，其中熱屏障(30)的第一元件(31)可安裝成能夠相對于坩堝(20)轉(zhuǎn)動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的蒸發(fā)設(shè)備(100)，其中所述熱屏障(130)包括至少一個第二元件(133)，所述熱屏障(130)的第一元件(131)相對于第二元件(133)可移動，且第一元件(131)和第二元件(133)設(shè)置成使得在彼此之間限定縫隙(135A，135B)，該縫隙(135A，135B)的尺寸能夠根據(jù)第一元件和第二元件的相對位置來調(diào)節(jié)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一的所述蒸發(fā)設(shè)備(10;100)，包括用于控制熱屏障(30 ；130)的至少第一元件(31 ；131)的控制元件，從而調(diào)節(jié)穿過坩堝(20;120)的開口(23 ; 123)的待蒸發(fā)材料(24 ；124)的蒸氣流速率。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的蒸發(fā)設(shè)備(10;100)，其中穿過坩堝(20;120)的開口(23;123)的待蒸發(fā)材料(24;124)的蒸氣流速率保持恒定。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的蒸發(fā)設(shè)備(200)，其中坩堝(220)的底部(221)安裝成能夠相對于坩堝(220)的主體(222)位移。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的蒸發(fā)設(shè)備(200)，包括適于控制坩堝(220)的底部(221)的附加控制元件，從而調(diào)節(jié)穿過坩堝(220)的開口(223)的待蒸發(fā)材料(224)的蒸氣流速率。
9.一種真空沉積裝置(I)，包括如權(quán)利要求1至8之一所述的蒸發(fā)設(shè)備(10 ；100 ；200)。
【文檔編號】C23C14/24GK103526163SQ201310374327
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年7月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月4日
【發(fā)明者】J·維萊特, J-L·居約克斯, D·埃斯特韋 申請人:瑞必爾