可任意角度安裝使用的真空蒸發(fā)源的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及涉及一種可任意角度安裝使用的真空蒸發(fā)源，熱屏蔽組件、真空法蘭、容器、固定于所述熱屏蔽組件內(nèi)用于內(nèi)置容器的加熱組件、溫度測(cè)量組件、安裝在所述真空法蘭上且分別與加熱組件和溫度測(cè)量組件相電連接的真空電連接器，所述容器可拆卸嵌設(shè)于熱屏蔽組件遠(yuǎn)離真空法蘭的一端，所述的容器具有內(nèi)腔且其遠(yuǎn)離真空法蘭的一端設(shè)有與內(nèi)腔相連通的開(kāi)口，所述的開(kāi)口處設(shè)有伸入內(nèi)腔的周壁，所述周壁伸入內(nèi)腔的端部敞開(kāi)且其面積小于與其處于同一平面內(nèi)的內(nèi)腔面積。通過(guò)在開(kāi)口處設(shè)有伸入內(nèi)腔的周壁，并且周壁伸入內(nèi)腔的端部敞開(kāi)且其面積小于與其處于同一平面內(nèi)的內(nèi)腔面積，當(dāng)真空蒸發(fā)源處于傾斜或者倒置狀態(tài)時(shí)可以防止蒸發(fā)材料從開(kāi)口處掉落。
【專(zhuān)利說(shuō)明】可任意角度安裝使用的真空蒸發(fā)源
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種真空蒸發(fā)源，尤其涉及一種可任意角度安裝使用的真空蒸發(fā)源。
【背景技術(shù)】
[0002]真空蒸發(fā)沉積是一種常規(guī)的薄膜制備方式，具有材料利用效率高、簡(jiǎn)單、均勻性好、可控性高的特點(diǎn)，廣泛地應(yīng)用于無(wú)機(jī)半導(dǎo)體材料、金屬、有機(jī)半導(dǎo)體材料及其他功能性材料的薄膜制作。一般來(lái)講，真空蒸發(fā)沉積是將所蒸發(fā)的源材料放置在一個(gè)材料容器中，通過(guò)不同加熱方式使得源材料汽化，從而產(chǎn)生源材料的原子、分子或者團(tuán)簇束流，并在真空中無(wú)碰撞地沉積在襯底上，其生長(zhǎng)速率可由源材料的溫度決定。而產(chǎn)生原子、分子或者團(tuán)簇束流的設(shè)備統(tǒng)稱蒸發(fā)源，其包括材料容器、加熱組件、溫度測(cè)量組件、控溫組件組成。
[0003]根據(jù)加熱方式的不同，商業(yè)化的蒸發(fā)源可以分為電子束蒸發(fā)源和熱阻蒸發(fā)源等。其中，電子束蒸發(fā)源采用高能電子束轟擊材料容器，產(chǎn)生熱量從而使得材料容器的溫度升高，進(jìn)一步給源材料加溫。電子束蒸發(fā)源一般用于高熔點(diǎn)的材料蒸發(fā)，但不足之處在于蒸發(fā)源結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)困難。熱阻加熱蒸發(fā)源一般采用電流通過(guò)電阻產(chǎn)生熱量的方式加熱源材料并使其汽化。熱阻蒸發(fā)源的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是其同時(shí)也產(chǎn)生大量的熱量，從而影響真空系統(tǒng)的其他部分，所以熱阻蒸發(fā)源一般用來(lái)蒸發(fā)中低溫的源材料的蒸發(fā)。
[0004]然而，無(wú)論是電子束蒸發(fā)源還是熱阻蒸發(fā)源，其安裝方向都有一定的限制:就是蒸發(fā)口朝上或者以一定的角度朝上。在朝下的情況下，其材料容器及其里邊的蒸發(fā)材料會(huì)從容器中掉出來(lái)，從而無(wú)法進(jìn)行蒸發(fā)使用。蒸發(fā)口朝上的蒸發(fā)源可以滿足產(chǎn)生所蒸發(fā)材料的原子、分子或者團(tuán)簇束流的功能，并在真空中定向地沉積到襯底生長(zhǎng)面上而形成薄膜的功倉(cāng)泛。
[0005]但是，在某些情況下，蒸發(fā)口朝上的蒸發(fā)源也具有不足之處:1、襯底的生長(zhǎng)面必須朝下；2、給生長(zhǎng)過(guò)程的監(jiān)控帶來(lái)極大的不便；3、減少了可利用接口的可能性。由于蒸發(fā)源所產(chǎn)生的束流是直接沉積到襯底表面，在蒸發(fā)源朝上安裝的情況下，襯底生長(zhǎng)面必須朝下放置，這意味著襯底必須以某種方式進(jìn)行固定以防止襯底掉落，在許多情況下，特別是在科學(xué)研究中，襯底或者樣品往往是無(wú)規(guī)則的，所以樣品的固定在操作上帶來(lái)了極大的不便；另夕卜，襯底或者樣品在許多情況下需要升降溫，在樣品固定處可能產(chǎn)生應(yīng)力，從而影響原子，分子或者團(tuán)簇在襯底表面的生長(zhǎng)行為，給生產(chǎn)或者研究帶來(lái)不確定因素。樣品或者襯底的生長(zhǎng)面朝下放置同時(shí)也給生長(zhǎng)過(guò)程的監(jiān)控帶來(lái)極大的不便。通常情況下，生長(zhǎng)過(guò)程的原位監(jiān)控會(huì)對(duì)生產(chǎn)和科研帶來(lái)極大的方便，節(jié)省試驗(yàn)優(yōu)化程序和時(shí)間，但是觀察面朝下的結(jié)構(gòu)給安裝其他原位監(jiān)測(cè)設(shè)備帶來(lái)極大的不便。而且，從真空沉積設(shè)備來(lái)講，正裝式蒸發(fā)源也減少了可利用接口的可能性。比如說(shuō)，一個(gè)真空腔體一般配置幾個(gè)接口用來(lái)安裝蒸發(fā)源、分析儀器、真空測(cè)量?jī)x器等。但是，材料制備往往涉及到多組分、多層結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料，因此功能化材料真空制備系統(tǒng)需要安裝很多個(gè)蒸發(fā)源，有時(shí)候甚至多于十個(gè)。由于正裝式蒸發(fā)源只能朝上安裝，使得朝下的接口往往處于空閑狀態(tài)，因此經(jīng)常會(huì)發(fā)生朝上的接口不夠用而朝下的接口用不上情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種能夠以任意角度安裝的
真空蒸發(fā)源。
[0007]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種可任意角度安裝使用的真空蒸發(fā)源，熱屏蔽組件、用于支撐熱屏蔽組件的真空法蘭、用于盛放蒸發(fā)材料的容器、固定于所述熱屏蔽組件內(nèi)用于內(nèi)置容器的加熱組件、安裝于所述容器附近用于測(cè)量其溫度的溫度測(cè)量組件、安裝在所述真空法蘭上且分別與加熱組件和溫度測(cè)量組件相電連接的真空電連接器，所述容器可拆卸嵌設(shè)于熱屏蔽組件遠(yuǎn)離真空法蘭的一端，所述的容器具有內(nèi)腔且其遠(yuǎn)離真空法蘭的一端設(shè)有與內(nèi)腔相連通的開(kāi)口，所述的開(kāi)口處設(shè)有伸入內(nèi)腔的周壁，所述周壁伸入內(nèi)腔的端部敞開(kāi)且其面積小于與其處于同一平面內(nèi)的內(nèi)腔面積。
[0008]優(yōu)化地，所述的周壁與內(nèi)腔側(cè)壁相平行。
[0009]進(jìn)一步地，所述的內(nèi)腔為圓柱形、錐形或立方形。
[0010]優(yōu)化地，所述的真空電連接器還外接有控制電源。
[0011]優(yōu)化地，所述的真空蒸發(fā)源還包括用于將容器固定在熱屏蔽組件內(nèi)的固定環(huán)。
[0012]優(yōu)化地，所述的真空法蘭與熱屏蔽組件間設(shè)有連接件。
[0013]優(yōu)化地，所述加熱組件的數(shù)量為一個(gè)或多個(gè)，所述容器、溫度測(cè)量組件、真空電連接器和控制電源的數(shù)量分別與加熱組件的數(shù)量一致。
[0014]優(yōu)化地，所述容器的制備材料為陶瓷、玻璃、石英、石墨、氮化硼、藍(lán)寶石或金屬。
[0015]優(yōu)化地，所述的溫度測(cè)量組件為熱電偶、溫敏元件或紅外測(cè)溫器。
[0016]優(yōu)化地，所述的加熱組件加熱方式為電阻加熱、電子束加熱、熱傳導(dǎo)或微波加熱，所述的熱屏蔽組件隔熱方式為材料隔熱、真空隔熱或水冷。
[0017]由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn):本實(shí)用新型任意安裝角度的真空蒸發(fā)源，通過(guò)在開(kāi)口處設(shè)有伸入內(nèi)腔的周壁，并且周壁伸入內(nèi)腔的端部敞開(kāi)且其面積小于與其處于同一平面內(nèi)的內(nèi)腔面積，使得該周壁與容器內(nèi)腔間形成儲(chǔ)存蒸發(fā)材料的容置空間，當(dāng)真空蒸發(fā)源處于傾斜或者倒置狀態(tài)時(shí)可以防止蒸發(fā)材料從開(kāi)口處掉落，從而實(shí)現(xiàn)真空蒸發(fā)源以任意角度安裝的目的。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]附圖1為本實(shí)用新型可任意角度安裝使用的真空蒸發(fā)源的拆解示意圖；；
[0019]附圖2為本實(shí)用新型可任意角度安裝使用的真空蒸發(fā)源的組裝示意圖；
[0020]附圖3為本實(shí)用新型可任意角度安裝使用的真空蒸發(fā)源盛放蒸發(fā)材料時(shí)的示意圖；
[0021]附圖4為附圖3倒立時(shí)的示意圖；
[0022]其中，1、真空法蘭；2、熱屏蔽組件；3、連接件；4、容器；41、內(nèi)腔；42、開(kāi)口 ；43、周壁；5、加熱組件；6、溫度測(cè)量組件；7、真空電連接器；8、固定環(huán)；9、控制電源。
【具體實(shí)施方式】[0023]下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明:
[0024]如圖1至2所示的真空蒸發(fā)源，主要包括真空法蘭1、熱屏蔽組件2、容器4、加熱組件5、溫度測(cè)量組件6和真空電連接器7。
[0025]其中，真空法蘭I可用于支撐熱屏蔽組件2 ;容器4可拆卸嵌設(shè)于熱屏蔽組件2遠(yuǎn)離真空法蘭I的一端，用于盛放蒸發(fā)材料；加熱組件5固定于熱屏蔽組件2內(nèi)，用于內(nèi)置容器4并從而對(duì)其進(jìn)行加熱；溫度測(cè)量組件6安裝在容器4附近，用于測(cè)量容器4的溫度；真空電連接器7安裝在真空法蘭I上，分別與加熱組件5及溫度測(cè)量組件6相電連接。而容器4具有內(nèi)腔41，并且其遠(yuǎn)離真空法蘭I的一端設(shè)有與內(nèi)腔41相連通的開(kāi)口 42，從而通過(guò)開(kāi)口 42向內(nèi)腔41內(nèi)加入蒸發(fā)材料；開(kāi)口 42處還設(shè)有伸入內(nèi)腔41的周壁43，該周壁43伸入內(nèi)腔41的端部應(yīng)當(dāng)敞開(kāi)，否則不能向內(nèi)腔41中添加蒸發(fā)材料，而且其面積應(yīng)小于與其處于同一平面內(nèi)的內(nèi)腔41面積，這樣周壁43與內(nèi)腔41間就能形成容置空間，當(dāng)真空蒸發(fā)源處于傾斜或者倒置狀態(tài)時(shí)，該容置空間可以儲(chǔ)存蒸發(fā)材料，防止其從開(kāi)口 42處掉落。加熱時(shí)，容器4內(nèi)的蒸發(fā)材料被加熱至汽化，產(chǎn)生原子、分子或者團(tuán)簇，這些原子、分子或者團(tuán)簇將從開(kāi)口 42處噴射出來(lái)形成束流，從而在對(duì)面的襯底上形成薄膜，如圖2所示。
[0026]在本實(shí)施例中，周壁43與內(nèi)腔41的側(cè)壁相互平行，使得形成的容置空間具有較大的體積并且蒸發(fā)材料不容易掉落。真空電連接器7還外接有控制電源9，一方面能夠接收真空電連接器7反饋的溫度測(cè)量組件6測(cè)得溫度，另一方面能夠進(jìn)一步控制加熱組件5對(duì)容器4繼續(xù)加熱或者停止加熱。另外可以通過(guò)連接件3 (此處為一組支撐桿)將熱屏蔽組件2支撐于真空法蘭I上，防止熱屏蔽組件2的溫度干擾真空電連接器7向控制電源9反饋溫度。在熱屏蔽組件2的一端設(shè)固定環(huán)8，用于將容器4固定在熱屏蔽組件2內(nèi)，防止真空蒸發(fā)源處于傾斜或者倒置狀態(tài)時(shí)，容器4的掉落；熱屏蔽組件2可以用保溫絕熱材料組成，從而提高加熱組件的熱使用效率和提高內(nèi)部熱場(chǎng)分布均勻性，也可以采用真空隔熱或水冷隔熱的方式。
[0027]加熱組件5可以加工成需要的形狀，并可以采用電阻加熱、電子束加熱、熱傳導(dǎo)、微波加熱等方式進(jìn)行加熱，它的數(shù)量為一個(gè)或多個(gè)，相應(yīng)的容器4、溫度測(cè)量組件6、真空電連接器7和控制電源8的數(shù)量與其一致，從而可以對(duì)一種或者多種蒸發(fā)材料同時(shí)進(jìn)行蒸發(fā)，提高其效率。在本實(shí)施例中，容器4、加熱組件5、溫度測(cè)量組件6、真空電連接器7和控制電源8均只有一個(gè)。
[0028]容器4內(nèi)腔41的形狀可以為圓柱形、錐形或立方形等形狀；并且根據(jù)蒸發(fā)材料的熔點(diǎn)，容器4的制備材料可以分為陶瓷、玻璃、石英、石墨、氮化硼、藍(lán)寶石或金屬。在本實(shí)施例中，容器4呈圓錐形。當(dāng)其處于正立狀態(tài)(即底面朝上)時(shí)，蒸發(fā)材料集中于圓錐底部，如圖3所示；在裝入蒸發(fā)材料后，可以將容器4慢慢傾斜并倒置，使得容器4的開(kāi)口 42朝下，如圖4所示，蒸發(fā)材料集中于形成的容置空間中，開(kāi)口 42處的周壁43可以防止所裝入的蒸發(fā)材料從開(kāi)口 42處掉落。
[0029]本實(shí)用新型蒸發(fā)源可以根據(jù)需要以任意角度安裝在一個(gè)或者多個(gè)真空腔(機(jī)械泵、分子泵、離子泵、擴(kuò)散泵、冷凝泵等)上，從而組成完整的真空沉積設(shè)備。
[0030]上述實(shí)施例只為說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡根據(jù)本實(shí)用新型精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種可任意角度安裝使用的真空蒸發(fā)源，主要包括熱屏蔽組件、用于支撐熱屏蔽組件的真空法蘭、用于盛放蒸發(fā)材料的容器、固定于所述熱屏蔽組件內(nèi)用于內(nèi)置容器的加熱組件、安裝于所述容器附近用于測(cè)量其溫度的溫度測(cè)量組件、安裝在所述真空法蘭上且分別與加熱組件和溫度測(cè)量組件相電連接的真空電連接器，所述容器可拆卸嵌設(shè)于熱屏蔽組件遠(yuǎn)離真空法蘭的一端，其特征在于:所述的容器具有內(nèi)腔且其遠(yuǎn)離真空法蘭的一端設(shè)有與內(nèi)腔相連通的開(kāi)口，所述的開(kāi)口處設(shè)有伸入內(nèi)腔的周壁，所述周壁伸入內(nèi)腔的端部敞開(kāi)且其面積小于與其處于同一平面內(nèi)的內(nèi)腔面積。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可任意角度安裝使用的真空蒸發(fā)源，其特征在于:所述的周壁與內(nèi)腔側(cè)壁相平行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可任意角度安裝使用的真空蒸發(fā)源，其特征在于:所述的內(nèi)腔為圓柱形、錐形或立方形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可任意角度安裝使用的真空蒸發(fā)源，其特征在于:所述的真空電連接器還外接有控制電源。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可任意角度安裝使用的真空蒸發(fā)源，其特征在于:所述的真空蒸發(fā)源還包括用于將容器固定在熱屏蔽組件內(nèi)的固定環(huán)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可任意角度安裝使用的真空蒸發(fā)源，其特征在于:所述的真空法蘭與熱屏蔽組件間設(shè)有連接件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可任意角度安裝使用的真空蒸發(fā)源，其特征在于:所述加熱組件的數(shù)量為一個(gè)或多個(gè)，所述容器、溫度測(cè)量組件、真空電連接器和控制電源的數(shù)量分別與加熱組件的數(shù)量一致。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可任意角度安裝使用的真空蒸發(fā)源，其特征在于:所述容器的制備材料為陶瓷、玻璃、石英、石墨、氮化硼、藍(lán)寶石或金屬。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可任意角度安裝使用的真空蒸發(fā)源，其特征在于:所述的溫度測(cè)量組件為熱電偶、溫敏元件或紅外測(cè)溫器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可任意角度安裝使用的真空蒸發(fā)源，其特征在于:所述的加熱組件加熱方式為電阻加熱、電子束加熱、熱傳導(dǎo)或微波加熱，所述的熱屏蔽組件隔熱方式為材料隔熱、真空隔熱或水冷。
【文檔編號(hào)】C23C14/26GK203700495SQ201420088005
【公開(kāi)日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2014年2月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月27日
【發(fā)明者】遲力峰, 王文沖 申請(qǐng)人:蘇州大學(xué)