一种成膜装置、成膜方法及成膜源制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种成膜装置、成膜方法及成膜源。该成膜装置包括具有成膜室、成膜源，成膜源包括加热坩埚、和至少两个缓冲件以及驱动件；其中，加热坩埚包括用于收容成膜材料的坩埚以及用于加热所述坩埚内的成膜材料的加热件；每一缓冲件包括恒温容器、位于恒温容器底部的下阀门、位于恒温容器顶部的上阀门和出气口、用于检测恒温容器的气压的压力传感器。本成膜装置控制膜厚时，无需要知道具体的材料蒸气压与温度之间的对应关系，只需要了解恒温容器的压力与膜厚之间的简单关系，简化工作难度，提高生产效率以及良品率。

Film forming device, film forming method and film forming source

The invention discloses a film forming device, a film forming method and a film forming source. The film forming device comprises a film forming chamber, film source, film source comprises a heating crucible, and at least two buffer parts and a driving piece; wherein, the heating crucible includes a crucible for holding a film material and heating film materials and heating the crucible for each piece comprises a buffer; the constant temperature container, located at the bottom of the thermostatic container valve, located on the top of the thermostatic container and the air outlet valve, a pressure sensor for detecting the temperature pressure vessel. The film thickness control device, no need to know the specific material vapor relationship between air pressure and temperature, only need to understand the simple relationship between the pressure and film thickness of the thermostatic container, simplify the difficulty of the work, improve the production efficiency and yield.

【技术实现步骤摘要】
一种成膜装置、成膜方法及成膜源
本专利技术涉及了一种成膜装置、成膜方法及成膜源。
技术介绍
在当今科技飞速发展的今天，薄膜器件应用在各大领域，精确地控制薄膜的厚度及均匀性，是决定薄膜器件精密性的一项重要指标，由此对成膜设备的精度也提出了更高的要求。归结传统的成膜方法，主要有几种：溅射镀膜、离子镀、分子束外延、旋涂成膜等，在这其中真空蒸镀是制作薄膜最一般的方法。这种真空蒸镀方法就是把装有基片的真空室抽成真空，使气体压强达到10-4Pa以下，然后加热镀料，使原子或分子从表面气化逸出，形成蒸气流，入射到基片表面，凝结形成固态薄膜。如图1所示，这种蒸镀设备，一般由几部分组成：抽真空系统（真空泵）、坩埚2’、加热系统（电阻丝）、监控系统（膜厚控制仪以及温度传感器）、控制终端、腔体1’、挡板等。在理想的情况下，蒸气流在真空环境下以设置好的蒸镀速率从坩埚2’中逸出，均匀地铺在匀速旋转的基板3’上，倘若监测到蒸镀速率偏离目标值，便通过控制电阻丝的功率来调节达到目标设置蒸镀速率。但是这种控制方式存在以下弊端：1.它对镀料材料要求比较严格，它要求镀料为在一定温度下稳定蒸发的材料。这就使得一些先进材料在生产中受限。蒸镀的有机材料分为熔融性材料和升华性材料两大类，熔融性材料在蒸镀过程中比较稳定，而升华性材料则在蒸镀过程中存在速率很不稳定的情况，速率不稳定，成膜的均匀性也会存在很大问题，继而影响器件的整体性能。2.会造成材料的浪费。主要表现在：生产过程中为了蒸镀到基板的薄膜材料比较均匀，一般会提前加热坩埚中的镀料，使其达到稳定速率后再移入基板进行蒸镀。镀料在达到稳定速率之前是浪费掉的，同时这部分气体逸出凝结在腔体其他地方，而且清洗非常不便。此外，材料的浪费还表现在，生产中为了不改变腔体的真空度，会减少开腔的次数，于是会一次性加入足够维持很长一段时间的镀料，这样做的结果就是如果加的少，影响生产，加的多则开腔后这些昂贵的镀料就会因此浪费掉，加上生产总有突发情况，更无法准确估计镀料的用量。3.为了保证镀料以点源的形式蒸发，一般盛装镀料的坩埚为一个细长的圆柱容器。但实际生产中，圆柱容器上段的材料与下段的材料的蒸镀速率不一致，导致成膜不均匀。4.蒸镀的温度与速率之间为一个比较复杂的关系，无法特别精密的配合，这也是导致成膜不均匀的一个重要的因素。
技术实现思路
为了解决上述现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题是提供了一种成膜装置，解决传统成膜装置在实际生产中存在的镀料浪费、速率难以控制、成膜不均匀等问题；特别是解决针对蒸镀速率不稳定的升华性材料成膜时速率无法控制的问题；本成膜装置控制膜厚时，无需要知道具体的材料蒸气压与温度之间的对应关系，只需要了解恒温容器的压力与膜厚之间的简单关系，简化工作难度，提高生产效率以及良品率。本专利技术还提供了一种成膜方法。本专利技术又提供了一种应用在上述成膜装置的成膜源。本专利技术所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：一种成膜装置，其具有把室内设置成真空或减压状态的成膜室、和在该成膜室内将成膜材料成膜于基板上的被成膜面上的成膜源，所述成膜源包括将成膜材料加热使其蒸发或升华为气态的加热坩埚、和与加热坩埚气密连通的至少两个缓冲件以及用于实现每一缓冲件伸缩移动的驱动件；其中，所述加热坩埚包括用于收容所述成膜材料的坩埚以及用于加热所述坩埚内的成膜材料的加热件；每一所述缓冲件包括与所述坩埚气密连通的恒温容器、位于所述恒温容器底部的下阀门、位于所述恒温容器顶部的上阀门和出气口、用于检测所述恒温容器的气压的压力传感器；所述成膜装置还包括控制器，其分别与所述加热件、下阀门、上阀门、压力传感器及驱动件连接控制。在本专利技术中，所述恒温容器为规则形状的保温容器。在本专利技术中，所述坩埚顶部设置有一活动开口。在本专利技术中，所述成膜装置还包括在所述蒸镀位上方的活动挡板，打开挡板使成膜材料成膜于所述挡板面上，关闭挡板使成膜材料成膜于所述被成膜面上。在本专利技术中，所述成膜材料为升华性蒸镀材料。一种成膜方法，其包括以下步骤：成膜材料被加热至蒸镀或升华温度形成蒸气流，进入各缓冲件的恒温容器；所有恒温容器依次进行排气成膜。在本专利技术中，所有恒温容器依次进行排气成膜具体包括以下步骤：第一个充满的恒温容器推送至蒸镀位，关闭下阀门打开上阀门排出蒸气流进行成膜，当恒温容器气压低于预设低压值时关闭上阀门打开下阀门，该恒温容器回到充气位进行再充气；第二个充满的恒温容器推送至蒸镀位，关闭下阀门打开上阀门排出蒸气流进行成膜，当恒温容器气压低于预设低压值时关闭上阀门打开下阀门，该恒温容器回到充气位进行再充气；如此循环直至停止排气成膜。其中，充满的恒温容器是指恒温容器气压达到预设高压值。一种成膜源，其包括将成膜材料加热使其蒸发或升华为气态的加热坩埚、和与加热坩埚气密连通的至少两个缓冲件以及用于实现每一缓冲件伸缩移动的驱动件；所述加热坩埚包括用于收容所述成膜材料的坩埚以及用于加热所述坩埚内的成膜材料的加热件；每一所述缓冲件包括与所述坩埚气密连通的恒温容器、位于所述恒温容器底部的下阀门、位于所述恒温容器顶部的上阀门和出气口、用于检测所述恒温容器的气压的压力传感器；其中，所述加热件、下阀门、上阀门、压力传感器及驱动件分别与成膜装置的控制器连接。本专利技术具有如下有益效果：本成膜装置，在原始的蒸镀设备的基础上增加缓冲件，让气态的镀料在缓冲件的恒温容器中存满后再溢出。成膜材料会以气态的形式保存起来供下次利用，可以极大地减少浪费；每一恒温容器均设有上下阀门，打开腔时成膜材料不易变质，增强材料的利用率；有效解决传统成膜装置在实际生产中存在的镀料浪费、速率难以控制、成膜不均匀等问题。升华性成膜材料存在速率不稳的问题，主要表现为在材料加热到蒸镀温度时蒸镀速率忽高忽低，导致镀膜厚度很不均匀。本成膜装置对于一个蒸镀速率不稳定的成膜材料不存在速率及膜厚无法控制的问题。控制膜厚时，无需要知道具体的成膜材料蒸气压与温度之间的对应关系，只需要了解恒温容器的压力与膜厚之间的简单关系。不仅简化工作难度，而且提高生产效率以及良品率。附图说明图1为现有蒸镀设备的结构示意图。图2为本专利技术成膜装置的结构示意图。图3为本专利技术成膜源的俯视图。图4为本专利技术缓冲件的结构示意图。图5为本专利技术在特定恒温条件下，成膜膜厚与恒温容器内压力的曲线关系图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术进行详细的说明，实施例仅是本专利技术的优选实施方式，不是对本专利技术的限定。图2是表示本专利技术的一实施方式的成膜源或采用该成膜源的成膜装置的基本构成的说明图。一种成膜装置，其具有成膜室1、成膜源及控制器，在室内为真空或减压状态的成膜室1内，使升华或蒸发的成膜材料成膜于基板的被成膜面上。如图2、3所示，所述成膜源包括将成膜材料加热使其蒸发或升华为气态的加热坩埚2、和与加热坩埚2气密连通的至少两个缓冲件3以及用于实现每一缓冲件3从充气位5至蒸镀位6之间伸缩移动的驱动件（图中未显示）；其中，所述加热坩埚2可以设置在成膜室1外，也可以设置在成膜室1内，本实施例优选为后者。所述加热坩埚2包括用于收容所述成膜材料的坩埚以及用于加热所述坩埚内的成膜材料的加热件；如图4所示，每一所述缓冲件3包括经恒温通气管道4与所述坩埚气密连通的恒温容器31、位于所述恒温容器31底部的下阀门3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成膜装置，其具有把室内设置成真空或减压状态的成膜室、和在该成膜室内将成膜材料成膜于基板上的被成膜面上的成膜源，其特征在于，所述成膜源包括将成膜材料加热使其蒸发或升华为气态的加热坩埚、和与加热坩埚气密连通的至少两个缓冲件以及用于实现每一缓冲件伸缩移动的驱动件；其中，所述加热坩埚包括用于收容所述成膜材料的坩埚以及用于加热所述坩埚内的成膜材料的加热件；每一所述缓冲件包括与所述坩埚气密连通的恒温容器、位于所述恒温容器底部的下阀门、位于所述恒温容器顶部的上阀门和出气口、用于检测所述恒温容器的气压的压力传感器；所述成膜装置还包括控制器，其分别与所述加热件、下阀门、上阀门、压力传感器及驱动件连接控制。

【技术特征摘要】
1.一种成膜装置，其具有把室内设置成真空或减压状态的成膜室、和在该成膜室内将成膜材料成膜于基板上的被成膜面上的成膜源，其特征在于，所述成膜源包括将成膜材料加热使其蒸发或升华为气态的加热坩埚、和与加热坩埚气密连通的至少两个缓冲件以及用于实现每一缓冲件伸缩移动的驱动件；其中，所述加热坩埚包括用于收容所述成膜材料的坩埚以及用于加热所述坩埚内的成膜材料的加热件；每一所述缓冲件包括与所述坩埚气密连通的恒温容器、位于所述恒温容器底部的下阀门、位于所述恒温容器顶部的上阀门和出气口、用于检测所述恒温容器的气压的压力传感器；所述成膜装置还包括控制器，其分别与所述加热件、下阀门、上阀门、压力传感器及驱动件连接控制。2.根据权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，所述恒温容器为规则形状的保温容器。3.根据权利要求2所述的成膜装置，其特征在于，所述坩埚顶部设置有一活动开口。4.根据权利要求3所述的成膜装置，其特征在于，所述成膜装置还包括在所述蒸镀位上方的活动挡板，打开挡板使成膜材料成膜于所述挡板面上，关闭挡板使成膜材料成膜于所述被成膜面上。5.根据权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，所述成膜材料为升华性蒸镀材料。6.一种成膜方法，其包括以下步骤：成膜材料被加热至蒸镀或升华温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：田宁，赵云，张为苍，李建华，杨辅，
申请(专利权)人：信利半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44