用于运送化学前体的蒸发源以及使用所述蒸发源的用于运送所述化学前体的蒸发方法技术

本发明专利技术涉及一种用于将化学前体运送到所述前体通过凝结而沉积在其上的基质的蒸发源，所述蒸发源由包含前体和加热部件(8)的主管(1)形成。主管(1)的上部部分设置有用于载气的进口(5)和出口(6)，所述进口和出口彼此相对地位于主管(1)的侧表面(7)，并沿横向延伸穿过主管(1)的侧表面(7)的公共线对齐。本发明专利技术还涉及一种用于运送化学前体的蒸发方法，在所述蒸发方法中，载气以对齐的方式并横向于主管的侧表面(7)地引入到主管并从主管(1)抽取。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术属于将化学前体沉积在基质上的
，具体地属于通过将蒸发的前体通过载气朝基质运送的沉积技术(VTD，气相运送沉积)，该技术例如应用于产生涂层或制造光电池。本专利技术尤其涉及用于将化学前体运送到基质的蒸发源，以及使用前述蒸发源的用于运送所述化学前体的蒸发方法。
技术介绍
如今，存在不同的沉积技术，这些沉积技术将蒸发的前体或待沉积成分运送到基质，所述蒸发的前体或待沉积成分通过凝结沉积在所述基质上，并且这些沉积技术被使用在例如涂覆或制造光电池的许多应用中。CSS(近距离升华法)是基于加热前体直至前体蒸发并且所述前体凝结在直接放置在蒸发器上的基质上的蒸发技术。因此，所述技术不使用任何夹带气体或载气来将处于气态的蒸发的前体从一个地点运送到另一个地点。然而，通过载气运送蒸发的前体的技术(VTD，气相运送沉积)是类似于CSS但具有使用夹带气体或载气来将蒸发的前体从蒸发源运送到位于确定距离和固定位置处的基质这种独特特征的蒸发技术。所述技术能够使前体沉积在布置在距离蒸发源相当远的地方的基质上。在所述VTD技术中，对蒸发源中气体的进口和出口的通常设计通过蒸发源的上部部分进行并垂直于前体位于其上的表面。通常，前体位于主中空管的下部部分，而用于载气的进口管和出口管位于主中空管的上部部分并朝前体定向，也就是说，沿平行于主中空管的纵向方向的方向定向。这种设计存在这样的问题：当载气直接碰撞在基质上时，载气实际上对基质产生冲击，因而造成湍流，最终夹带来自前体的固体未蒸发物质。因此，就数量和质量而言，在基质上的沉积不会如所希望的那样进行，此外，载体运送的这些固体物质可以最终阻塞用于载气的运送管，因而损坏设备并影响其运行。因此，希望存在这样一种用于运送化学前体的蒸发系统：该蒸发系统提供平滑受控的夹带并使夹带尽可能处于层流态，因而避免夹带来自前体的固体未蒸发粒子，避免现有技术的系统中存在的问题，提供对载气中蒸发的前体的浓度的合适控制，并降低所述载气的消耗。
技术实现思路
本专利技术通过一种用于将化学前体运送到所述前体通过凝结而沉积在其上的基质的蒸发源，解决现有技术中存在的问题。蒸发源由主管形成，所述主管带有下部和上部可拆卸盖，以容易地进入主体内部的所有部分。主管可以由不锈钢、铜、钛等制成，涂覆或不涂覆有一些类型的合金以提供对温度和腐蚀的更好的耐受性。所述涂层可以是镍、钒、钼、铬或所述材料的其他混合。根据所需的前体数量和沉积速率，主管的尺寸在直径上可以从10毫米到100毫米，或在一些情况下甚至可能达到1000毫米。主管的高度可以根据用于载气的进口的构造和待蒸发的前体的数量而变化；所述高度可以从10毫米到100毫米，或者如有需要可以更高。主管在其内部容置有待蒸发并通过载气或夹带气体运送的前体。可使用的前体必须具有适于前体在通过所使用的工具可以达到的物理限制下蒸发的化学性质。前体的实例可以是卤化物，例如铜、镓、硒、铟、锌的氯化物或氟化物、硫酸镁、硫酸镉、硫酸碲等。待蒸发的前体材料的选择取决于在凝结被运送的前体时将在基质上形成何种材料。具体地，这些前体被容置在主管的下部部分，而在主管的上部部分布置有进口和出口，其中载气进口管通过所述进口连接到主管的内部，载气出口管通过所述出口连接到主管的内部；已与蒸发的前体一起的载气在所述主管中流通，以被运送到基质。气体出口管和通向主管的气体进口管均可以以传统的方式由不锈钢、铜、钛等制成，涂覆或不涂覆有一些类型的合金以提供对温度和腐蚀的耐受性。所述涂层可以是镍、钒、钼、铬或材料的其他混合。根据希望获得的前体数量和沉积速率，所述进口管和出口管的尺寸在直径上可以从1毫米到10毫米，在一些情况或需要下甚至达到100毫米。所述进口管和出口管的长度取决于蒸发的前体需要被运送的距离。气体进口管和气体出口管可以通过直接连接到形成在主管中的孔中而连接到主管，或者通过例如螺纹连接、焊接或使用事先与形成在主管中的孔接合的中间连接件这样的不同方式与主管接合。传统地，夹带系统可以具有真空系统，该真空系统使气体更好的流经管件。也就是说，可以使用完全由气体形成的夹带系统，因此气体通过气体进口管的一个端部被注入，而通过气体出口的后端的气体的抽取没有被促进；或者可以使用双系统，在该系统中，与注入气体同时，通过出口管帮助进行气体的抽取。根据所选择的系统，可以具有促进或阻碍待实现的目标的一种或另一种处理压力。就载气或夹带气体而言，传统地，所述气体可以是氩气、氮气、氧气、任何稀有气体、氢气、氟气、氯气或前述气体的一些混合。所使用的气流可以从1sccm(标况毫升每分钟)到200sccm，或者如有需要甚至达到1000sccm。为了成功地蒸发前体，作为本专利技术的目标的蒸发源具有连接到主管的侧表面的加热部件，该加热部件可以由围绕主管盘绕或插入主管中的电阻器构成，或由布置在主管外部的一个或多个加热灯构成。所述加热部件可以优选地涂覆有例如陶瓷材料的绝热绝缘的材料，以避免所选择的温度的浮动。为了控制主管内部中和外部上的温度，在主管内和/或主管外提供温度测量仪器(热电偶、PT1000等)。优选地，所述测量仪器耐腐蚀。具体地，在本专利技术中，进口和出口布置在主管的侧表面上，彼此相对，并沿横向穿过主管的侧表面的公共线对齐。优选地，进口和出口沿垂直于主管的侧表面的公共线对齐。由于进口管和出口管优选地布置成与主管成直角，载气的流通基本平行于在其上布置有前体的表面，并且位于距离所述前体相当远处。优选地，进口和出口沿垂直于主管的侧表面的公共线对齐，并且相对于主管的轴线径向相对，尽管所述进口和出口在角度上也可以具有轻微的偏差。以这种方式，载气在不影响前体的情况下进入主管并与前体间隔一定距离。此外，气体沿平行于蒸发的载体的表面的方向进入。因此，蒸发的材料通过主管上升并遇到载气流，并且载气仅收集蒸发的前体，保持层流态或尽可能接近层流态，并通过主管的出口离开，被驱向在其上通过凝结进行沉积的基质。因此，作为本专利技术的目标的蒸发源具有这样的优点：由于蒸发源的构造，载气不移动或夹带来自前体的固体未蒸发物质。因此，避免固体粒子被载气朝基质夹带，从而改变前体在基质上的沉积。此外，还可以避免被夹带固体粒子中的一部分堵塞管件，导致管件被阻塞并损坏，正如在现有技术的设备中出现的那样。对于用于载气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将化学前体运送到基质的蒸发源，所述前体通过凝结而沉积在所述基质上，所述蒸发源包括：－主中空管(1)，所述主中空管带有下部和上部可拆卸盖(2)并且在其内部容置有前体，所述主中空管包括－下部部分(3)，所述下部部分中容置有前体，－以及上部部分(4)，在所述上部部分中布置有：－进口(5)，载气进口管(9)通过所述进口连接到主中空管(1)的内部，－以及出口(6)，载气出口管(10)通过所述出口连接到主中空管(1)的内部，－以及加热部件(8)，所述加热部件连接到主中空管(1)的侧表面(7)并使前体蒸发，用于运送化学前体的所述蒸发源的特征在于，进口(5)和出口(6)布置在主中空管(1)的侧表面(7)上，沿横向穿过主中空管(1)的侧表面(7)的公共线对齐。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.12.28 ES P2012320631.一种用于将化学前体运送到基质的蒸发源，所述前体通过凝结
而沉积在所述基质上，所述蒸发源包括：
－主中空管(1)，所述主中空管带有下部和上部可拆卸盖(2)
并且在其内部容置有前体，所述主中空管包括
－下部部分(3)，所述下部部分中容置有前体，
－以及上部部分(4)，在所述上部部分中布置有：
－进口(5)，载气进口管(9)通过所述进口连接到主
中空管(1)的内部，
－以及出口(6)，载气出口管(10)通过所述出口连
接到主中空管(1)的内部，
－以及加热部件(8)，所述加热部件连接到主中空管(1)的侧
表面(7)并使前体蒸发，用于运送化学前体的所述蒸发源的特征在于，
进口(5)和出口(6)布置在主中空管(1)的侧表面(7)上，沿横
向穿过主中空管(1)的侧表面(7)的公共线对齐。
2.根据权利要求1所述的用于运送化学前体的蒸发源，其特征在
于，进口(5)和出口(6)被布置成沿垂直于主中空管(1)的侧表面
(7)的公共线对齐，并且相对于主中空管(1)的轴线径向相对。
3.根据前述权利要求中任意一项所述的用于运送化学前体的蒸
发源，其特征在于，
－主中空管(1)的进口(5)和出口(6)通过直的连接管(11)
贯穿主中空管的内部相连，
－以及所述直的连接管(11)包括至少一个开口(12)。
4.根据权利要求1到3中任意一项所述的用于运送化学前体的蒸
发源，其特征在于，
－所述蒸发源在主中空管(1)的内部包括至少一个分离元件(13)，
所述分离元件分离主中空管的下部部分(3)和上部部分(4)，
－以及所述分离元件(13)包括至少一个孔(14)。
5.根据前述权利要求中任意一项所述的用于运送化学前体的蒸
发源，其特征在于，主中空管(1)由从不锈钢、铜、钛和前述材料的
组合当中选择的金属材料制成。
6.根据前述权利要求中任意一项所述的用于运送化学前体的蒸
发源，其特征在于，主中空...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·桑乔·马丁内兹，J·M·德尔加多·桑切斯，J·A·马奎斯·普列托，E·桑切斯·科尔特宗，
申请(专利权)人：阿文戈亚太阳能新技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：西班牙;ES