沉积源及沉积装置制造方法及图纸

本发明专利技术的沉积源在真空中被电子束加热，使沉积材料蒸发或升华，在移动的基板的表面上通过共沉积形成包含锂的化合物膜，所述沉积源包括：具备冷却部的炉缸内衬；以及收纳在所述炉缸内衬中且内部被放入所述沉积材料的多个内衬。衬。衬。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】沉积源及沉积装置


[0001]本专利技术涉及一种沉积源及沉积装置，特别涉及适于使用共沉积进行沉积的技术。
[0002]本申请基于2020年1月28日在日本申请的专利申请第2020
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011830号要求优先权，并且将其内容援引于此。

技术介绍

[0003]目前正在进行锂离子电池的研究。其中，负极、电解质和正极均由固体构成的全固体电池作为兼具安全性、高能量密度及长寿命的电池，其开发备受期待。
[0004]在这样的电池中，作为负极、电解质膜和正极，形成由包含锂的化合物例如LiCoO2(LCO)或LiPON等的Li化合物构成的薄膜。
[0005]作为薄膜的成膜方法，已知在沉积装置中通过电阻加热沉积、电子束沉积法进行沉积。在该薄膜的成膜方法中，为了使离子传导率和结晶性等的膜特性处于指定的状态，要求严格控制膜组成。
[0006]而作为沉积源，如果使用混合有多种元素的化合物形成薄膜，则由于多种元素各自的蒸气压不同等的因素，会成为具有与所希望的薄膜不同的膜组成的薄膜。
[0007]蒸气压低的元素比蒸气压高的元素先蒸发。因此，例如在沉积初期，成为富含锂的膜组成，在从该时刻起经过时间之后，锂会枯竭。
[0008]特别是对通过卷对卷(roll to roll)或板对板(sheet to sheet)移动的基板(基材)进行连续成膜时，这个组成偏差不能忽视。
[0009]因此，如专利文献1所述，正在研究通过使用多个源(沉积源)的共沉积来形成电解质膜。在共沉积中，例如使用包含锂的沉积源和包含钴的沉积源形成由LiCoO2(LCO)构成的正极膜，或者使用包含锂的沉积源和包含磷的沉积源形成由LiPON构成的电解质膜。
[0010]专利文献：日本特开2003
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277917号公报
[0011]但是，在专利文献1中记载的技术中，有时不能得到具有所希望的膜组成且与其组成相伴的膜特性，因此有以下的要求。
[0012]由于从多个沉积源到沉积位置的距离分别不同，难以使膜组成处于所希望的状态。
[0013]加热时，需要防止变为高温的沉积材料与收纳有该沉积材料的内衬容器的壁部发生反应。
[0014]优选地，在沉积时处于熔化状态的沉积材料的面积变大。但是，在这种情况下，需要防止上述的该沉积材料与内衬容器壁的反应或与其他沉积材料的污染。

技术实现思路

[0015]本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其要达到以下目的。
[0016]1、提高共沉积中的膜组成的控制性。
[0017]2、抑制收纳沉积材料的内衬容器壁的温度上升。
[0018]3、可对沉积材料施加大功率进行加热。
[0019]本专利技术的沉积源在真空中被电子束加热，使沉积材料蒸发或升华，在移动的基板的表面上通过共沉积形成包含锂的化合物膜，所述沉积源包括：具备冷却部的炉缸内衬；以及收纳在所述炉缸内衬中且内部被放入所述沉积材料的多个内衬。据此解决了上述课题。
[0020]在本专利技术的沉积源中，多个所述内衬中的每一个可具有与作为相邻的内衬或所述炉缸内衬的周围部件相对置的壁部，所述内衬以在加热状态下所述壁部与所述周围部件接触且在非加热状态下带着间隙与所述周围部件隔开的方式配置在所述炉缸内衬的内部。
[0021]在本专利技术的沉积源中，多个所述内衬中的每一个可在俯视中呈矩形形状，多个所述内衬在与所述基板的移动方向正交的方向上相邻并配置在所述炉缸内衬的内部。
[0022]在本专利技术的沉积源中，形成多个所述内衬中的每一个的材质可为在加热状态下不与所述沉积材料发生反应的材质。
[0023]在本专利技术的沉积源中，在多个所述内衬之中，将锂作为所述沉积材料放入的内衬可由钽构造。
[0024]在本专利技术的沉积源中，在多个所述内衬之中，放入不包含锂的所述沉积材料的内衬可由铜构造。
[0025]在本专利技术的沉积源中，在多个所述内衬之中，放入包含锂的所述沉积材料的内衬可由钽构造。
[0026]在本专利技术的沉积源中，在多个所述内衬之中，放入包含锂的所述沉积材料的内衬可由铜构造。
[0027]在本专利技术的沉积源中，在多个所述内衬之中，由铜构造的内衬可配置在所述炉缸内衬的内部，在非加热状态下，所述间隙的尺寸与所述内衬的外形尺寸之比可设定为0.0007～0.00839的范围。
[0028]在本专利技术的沉积源中，在多个所述内衬之中，由钽构造的内衬可配置在所述炉缸内衬的内部，在非加热状态下，所述间隙的尺寸与所述内衬的外形尺寸之比可设定为0.0007～0.0032的范围。
[0029]在本专利技术的沉积源中，在多个所述内衬之中，由铜构造的五个内衬可配置在所述炉缸内衬的内部，在非加热状态下，在所述内衬的排列方向上，所述间隙的尺寸之和与所述内衬的外形尺寸之和之比可设定为0.0035～0.042的范围。
[0030]在本专利技术的沉积源中，在多个所述内衬之中，由铜构造的三个内衬及由钽构造的两个内衬可配置在所述炉缸内衬的内部，在非加热状态下，在所述内衬的排列方向上，所述间隙的尺寸之和与所述内衬的外形尺寸之和之比可设定为0.0035～0.0316的范围。
[0031]在本专利技术的沉积源中，在多个所述内衬之中，由铜构造的两个内衬及由钽构造的三个内衬可配置在所述炉缸内衬的内部，在非加热状态下，在所述内衬的排列方向上，所述间隙的尺寸之和与所述内衬的外形尺寸之和之比可设定为0.0035～0.0264的范围。
[0032]在本专利技术的沉积源中，在多个所述内衬之中，由钽构造的五个内衬可配置在所述炉缸内衬的内部，在非加热状态下，在所述内衬的排列方向上，所述间隙的尺寸之和与所述内衬的外形尺寸之和之比可设定为0.0035～0.0.016的范围。
[0033]在本专利技术的沉积源中，配置在所述炉缸内衬的内部的所述内衬的上边缘可以齐平。
[0034]本专利技术的沉积装置包括：能够在真空内移动基板的腔室；使所述基板移动的基板移动部；上述沉积源；以及对所述沉积源照射电子束的电子束源。
[0035]本专利技术的沉积源在真空中被电子束加热，使沉积材料蒸发或升华，在移动的基板的表面上通过共沉积形成包含锂的化合物膜，所述沉积源包括：具备冷却部的炉缸内衬；以及收纳在所述炉缸内衬中且内部被放入所述沉积材料的多个内衬。
[0036]由此，通过使用放入不同的沉积材料的多个内衬，在通过冷却部冷却炉缸内衬的状态下进行沉积，从而能够进行共沉积。此时，在内衬的中央附近的部位，通过电子束将沉积材料加热到共沉积所需的温度。同时，内衬的壁部附近的部位被内衬相接的炉缸内衬冷却。因此，沉积材料与内衬的壁部不会升温到相互发生化学反应的温度。
[0037]在本专利技术的沉积源中，所述内衬以在加热状态下其壁部与周围接触且在非加热状态下带着间隙的方式配置在所述炉缸内衬的内部。
[0038]换言之，多个所述内衬中的每一个，具有与作为相邻的内衬或所述炉缸内衬的周围部件相对置的壁部，所述内衬以在加热状态下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种沉积源，在真空中被电子束加热，使沉积材料蒸发或升华，在移动的基板的表面上通过共沉积形成包含锂的化合物膜，所述沉积源包括：具备冷却部的炉缸内衬；以及收纳在所述炉缸内衬中且内部被放入所述沉积材料的多个内衬。2.根据权利要求1所述的沉积源，其中，多个所述内衬中的每一个具有与作为相邻的内衬或所述炉缸内衬的周围部件相对置的壁部，所述内衬以在加热状态下所述壁部与所述周围部件接触且在非加热状态下带着间隙与所述周围部件隔开的方式配置在所述炉缸内衬的内部。3.根据权利要求2所述的沉积源，其中，多个所述内衬中的每一个在俯视中呈矩形形状，多个所述内衬在与所述基板的移动方向正交的方向上相邻并配置在所述炉缸内衬的内部。4.根据权利要求3所述的沉积源，其中，形成多个所述内衬中的每一个的材质是在加热状态下不与所述沉积材料发生反应的材质。5.根据权利要求4所述的沉积源，其中，在多个所述内衬之中，将锂作为所述沉积材料放入的内衬由钽构造。6.根据权利要求4所述的沉积源，其中，在多个所述内衬之中，放入不包含锂的所述沉积材料的内衬由铜构造。7.根据权利要求4所述的沉积源，其中，在多个所述内衬之中，放入包含锂的所述沉积材料的内衬由钽构造。8.根据权利要求4所述的沉积源，其中，在多个所述内衬之中，放入包含锂的所述沉积材料的内衬由铜构造。9.根据权利要求2至8中的任一项所述的沉积源，其中，在多个所述内衬之中，由铜构造的内衬配置在所述炉缸内衬的内部，在非加热状态下，所述间隙的尺寸与所述内衬的外形尺寸之比设定为0.0007～0.00839的范围。10.根据权利要求2至8中的任一项所述的沉积源...

【专利技术属性】
技术研发人员：宜保学，江平大，坂本纯一，
申请(专利权)人：株式会社爱发科，
类型：发明
国别省市：