具有多层辐射式蒸发源分布结构的多源真空蒸镀装置制造方法及图纸

具有多层辐射式蒸发源分布结构的多源真空蒸镀装置，以及镀膜时衬底的操作模式。系统采用以镀膜真空室的中轴线为中心，在同一个水平面内，分两层或多层向外辐射的蒸发源分布方式，有效地排布更多的蒸发源，以满足多层器件结构中多源的要求；同时，将金属蒸发源位，置于近似垂直于蒸镀样品台的位置，以去除在金属蒸镀过程中产生的影子效应；配合蒸发过程中的衬底转动、样品基架中每个样品独立小挡板和掩膜板的使用，不但可实现大面积衬底均匀制膜，而且可实现多样品、多结构在同一次真空过程中的制备，提高效率和结果的可比性；更进一步，多层分布的源结构，可以更有效地利用空间，在相同数量蒸发位的情况下，大大缩小真空腔体积。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于有机光电薄膜应用领域，具体为真空蒸镀条件下制备有机光电薄膜 时，真空蒸镀系统的结构设计。
技术介绍
近年来，有机光电化合物由于其种类多样、性能易于通过结构设计来调制、制 备合成工艺简单和可用于柔性电子器件等特点，而受到广泛的关注。在应用方面， 有机光电材料是有机薄膜器件的基础，有机薄膜场效应晶体管(OFET)、有机电致发 光器件(0LED)、有机薄膜太阳能电池(OPV)、有机薄膜传感器、有机激光器等的器 件构造都离不开有机薄膜的制备。在真空室内，通电加热被蒸镀材料，当温度达到一定时，被蒸镀材料便蒸发成 蒸汽分子或原子，由于蒸汽分子的平均自由程大于从蒸发源到工件的直线距离，因 此蒸汽分子或原子从蒸发源蒸发出来后，向各个方向直线射出，而很少受到其它分 子的冲击和阻碍，这样被蒸发的分子或原子碰到待镀膜的基片或工件时，便凝结在 上面形成膜层。这一工艺过程称为真空蒸发镀膜。在高真空环境中成膜，可以防止 膜的污染和氧化，便于得到洁净、致密、符合预定要求的薄膜。因此，这种制膜方 法目前得到了广泛的应用。真空条件下，蒸镀有机光电薄膜，是制备小分子有机电致发光器件、有机小分 子光伏器件、有机光电探测器、有机薄膜晶体管和有机存储器等有机光电器件的主 要手段。该技术具有薄膜厚度控制方便、易实现多层器件结构的诸多优点。真空蒸 镀系统的设计，工业应用系统和试验研究系统是有所不同的工业应用强调的是大 规模的批量生产、高的成品率，杜绝交叉污染，在设计上通常采用一个真空室放置 一个蒸镀源的设计模式；实验研究体系一般比较简单，真空设计的目的强调简易、 快捷、省材料、小规模，因此， 一个真空室中通常放置多个蒸镀源。但在一个真空腔室内存在多个蒸发源时，此技术制备薄膜有如下的缺点1)大面积薄膜的均匀 性问题；2)在同一个真空腔室内，多个源的存在造成的腔室过大问题；3)由于源 相对于衬底方位的大幅度倾斜，在使用掩膜板形成图案时，会导致影子效应；4)若 存在金属电极源，金属的高温蒸镀会对同一个腔室内较低温度的有机源产生影响。
技术实现思路
技术问题为了克服同一个真空腔室内多源分布时现有技术的不足，本专利技术提 供一种具有多层辐射式蒸发源分布结构的多源真空蒸镀装置，在尽可能小的真空腔室内，依靠辐射分布排列的方式，有效地排布更多的蒸发源，以满足多层器件结构，所需要的真空腔体空间可以大大縮小，从而降低真空泵的规格，以及縮短真空腔室 达到本底真空指标所需要的时间，降低成本、提高工作效率。技术方案本专利技术提供了一种具有多层辐射式蒸发源分布结构的多源真空蒸镀 装置，具有如下的结构特征沿真空腔室内的纵向中心轴自上而下，有三个水平面结构，分别为样品基架水 平面、蒸发源位置水平面和真空室底盘水平面；真空腔室前方为一个全开的门，在 门上设有能够观查样品和蒸发源的观察窗；真空腔室的后下方设有高真空获得通道 与真空泵相连；在真空腔室的正上方是控制样品基架的旋转动力装置，样品基架水 平面连接在旋转动力装置的下方；真空室底盘水平面位于真空腔室内的底部，用来 提供控制真空腔室的各种操作的接口，接口以法兰密封，通向外部。样品基架水平面包含样品基架旋转盘、中心膜厚探头、多个分布于样品基架旋 转盘上的第一待蒸镀样品位置、第二待蒸镀样品位置、第三待蒸镀样品位置、第四 待蒸镀样品位置、第一样品独立小挡板、第二样品独立小挡板、第三样品独立小挡 板、第四样品独立小挡板、第一掩膜板、第二掩膜板；中心膜厚探头置于样品基架 旋转盘的中心，与其上方的旋转动力装置同轴心；多个待蒸镀样品位置均匀分布在 样品基架旋转盘上，用以放置待蒸镀样品；样品独立小挡板分别置于每个样品的下 方，为扇形，其中心位置提供挡板功能，而在其左右分别放置第一掩膜板和第二掩 膜板；样品的大挡板置于样品基架旋转盘的下方，提供所有样品的共同开始蒸镀和 共同结束蒸镀控制；样品基架旋转盘通过其上方的旋转动力装置与外部相联系，提 供待蒸镀样品的转动。在蒸发源位置水平面的位置是蒸发源的分布区域，以中心位置为圆心，在不同半径的外环和内环范围内排列多个电极即外环第一电极、外环第二电极、外环第 三电极、……、外环第m电极、内环第一电极、内环第二电极、内环第三电极、……、内环第i电极，其中m为不大于20的正整数，i为不大于10的整数；在外环和内环 之间，是公共接地的圆环，其上设有第一夹具位、第二夹具位、第三夹具位、……、 第k夹具位，其中k等于m和n中的较大的一个数值；在公共接地圆环的附近设有 防止蒸发污染的纵向挡板；将蒸发舟连接在外环第m电极和第k夹具位之间，形成 外层第m个蒸发源；将蒸发舟连接在内环第i电极和第k夹具位之间，形成内层第i 蒸发源；通常地，金属蒸发源置于内层第i蒸发源上，使其与上方的样品基架基本 保持垂直，以此杜绝影子效应的产生。在真空室底盘水平面上设有第一电极位、第二电极位、第三电极位、第四电极 位、……、第n电极位，其中n为不大于40的正整数；电极位的分布与蒸发源水平 面内的蒸发源分布相匹配，电极的高度与蒸发源位水平面的高度相匹配。在本专利技术中，蒸发源内的材料一般为在真空的条件下，高温稳定、可蒸镀的材<formula>formula see original document page 6</formula><formula>formula see original document page 6</formula>料。包括有机小分子、寡聚物、金属配合物、可真空蒸发的高分子与无机物(如LiF 等)、金属及它们的合金(如金、银、镍、铝、钙、铯、镁、铟等)等。部分有机材料的结构式如下<formula>formula see original document page 6</formula><formula>formula see original document page 6</formula><formula>formula see original document page 7</formula>真空室的底盘用来提供控制真空腔室的各种操作的接口，例如，加热电极和接 地电极的控制、各种挡板开与关的控制、膜厚探头数据的引出、以及温度耦合计数 据的引出等。其中的各个接口都是以法兰密封和连接的。有益效果为了克服同一个真空腔室内多源分布时现有技术的不足，本专利技术提 供一种具有多层辐射式蒸发源分布结构的多源真空蒸镀装置，在尽可能小的真空腔 室内，依靠辐射分布排列的方式，有效地排布更多的蒸发源，以满足多层器件结构， 例如有机电致发光器件中的白光结构、串联式器件等结构中的多源的要求；同时， 蒸发源的多层辐射分布配合蒸发过程中的衬底的转动、样品基架中每个样品独立小 挡板和掩膜板的使用，不但可实现大面积衬底均匀制膜，防止影子效应的产生；而 且可实现多样品、多结构在同一次真空过程中的制备，提高效率和结果的可比性； 更进一步，采用多层辐射分布模式的蒸发源，所需要的真空腔体空间可以大大縮小， 从而降低真空泵的规格，以及縮短真空腔室达到本底真空指标所需要的时间，降低成本、提高工作效率。附图说明图1真空腔室的内部结构示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有多层辐射式蒸发源分布结构的多源真空蒸镀装置，其特征在于沿真空腔室（１００）内的纵向中心轴自上而下，有三个水平面结构，分别为样品基架水平面（１４０）、蒸发源位置水平面（１６０）和真空室底盘水平面（１７０）；真空腔室（１００）前方为一个全开的门（１１０），在门上设有能够观查样品和蒸发源的观察窗（１１１）；真空腔室（１００）的后下方设有高真空获得通道（１２０）与真空泵相连；在真空腔室（１００）的正上方是控制样品基架的旋转动力装置（１３０），样品基架水平面（１４０）连接在旋转动力装置（１３０）的下方；真空室底盘水平面（１７０）位于真空腔室（１００）内的底部，用来提供控制真空腔室（１００）的各种操作的接口，接口以法兰密封，通向外部。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄维，密保秀，高志强，魏昂，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]