蒸发器制造技术

一种用于蒸发材料以便向基材施加涂层的安全壳（１００）包括用难熔材料制成的主体（１１０）。在一种实施方式中，所述主体包括能以头对头的方式连接到其他主体的端部部分（１１２、１１４）。在另一种实施方式中，所述主体包括包含在所述主体的外表面部分中的整体的图案化导体，以便于与电源关联，用于加热。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及例如用于薄膜生产中蒸发材料的蒸发源。
技术介绍
安全壳用于蒸发材料例如在基材上沉积膜材。通常，这种安全壳是能承受高温的坩埚，用于蒸发坩埚内容物。在光电工业中，例如材料诸如铜、铝、铟、镓或硒进行蒸发并作为薄膜涂层沉积在基材上。坩埚利用传统装置诸如电阻加热丝、电感加热等来加热，以提供蒸发系统。坩埚可以在基材下布置成阵列，基材在经过蒸发系统顶部上方的时候被蒸发的材料涂布。所述系统在足够地的真空下操作，以允许蒸发金属。许多技术类似于用于分子束外延(MBE)的技术，分子束外延具有足够地的真空，以提供从坩埚到基材的分子束流。理想的情况是，坩埚具有若干期望的特征。它们应该耐受它们保持的熔融材料的腐蚀现象以及耐受金属蒸汽腐蚀。它们应该在高达1800°C并在真空中时保持稳定。它们应该容易以足量体积的成膜材料填充、容易加热，并且它们应该具有设计成控制从坩埚流向基材的蒸汽流图案的顶部开口几何结构。对于MBE来说是这样的，并且在文献中有翔实地记载，通过逻辑延伸，这些也是光电工业所需要的。通常，坩埚用这样的材料制成，例如热压氮化硼(hpBN)、热解氮化硼(pBN)和石墨 (具体来说，以PBN涂布的石墨)。坩埚可以表现为各种形式，但是一般为柱状或者锥形，尺寸处于直径10mm、长度 20mm到直径100mm、长度400mm的量级。对于光电需求来说，标准尺寸的生产板通常为 1200mmX600mm，更大尺寸的坩埚和加热器具有优势。以往，MBE坩埚在顶部开放，具有基本上平直的柱状侧壁，或者开口很大的锥形。部分原因是，这样帮助控制“射束”流动。坩埚顶部的形状影响沉积分布，并且影响原材料的稳定性。锥形出口的锥体似乎在MBE工业中是优选方案。MBE单元通常以大约45°的角度使用，所以开放的锥形可能不能保持足量的材料。在倾翻到一定角度，开放的锥形将泼洒出其内容物。一件式的整体坩埚，具有较大的主体和狭窄的开口，在本领域是已知的。这种设计可以根据标记SUMO 从Veeco Instruments Inc.买至丨J。对于许多金属源来说，为坩埚选择的材料是热解氮化硼(pBN)。pBN是通过在石墨心轴上化学气相沉积(CVD)而形成的。为了制作开口狭窄的坩埚部件，该狭窄的开口机加工成石墨心轴，然后用pBN对该心轴进行CVD涂布，然后将心轴氧化而脱离坩埚主体。美国专利No. 4，812，326公开了具有两件式设计的蒸发源。蒸发材料被气化并通过具有扩张开口的喷嘴喷出，以控制蒸汽喷流的原子束的尺寸。W096/35091和W098/08780公开了单体的一件式负拉伸坩埚，用于MBE泄流室。坩埚结构仍然存在改进需求，以适应MBE过程以及其他光电生产领域中的热蒸发过程。
技术实现思路
文中提供了蒸发材料以用于向基材施加薄膜涂层的安全壳。在一种实施方式中， 安全壳包括以难熔陶瓷材料制成的至少一个单件式单体主体，所述主体包括用于容纳待蒸发材料的存储部，并具有两个相对的端部，所述端部具有与所述端部关联以允许至少两个所述主体以头对头的方式机械结合的装置，以使每个主体的存储部接合形成连续的内部空间；和控制蒸汽从所述安全壳排出的装置。在另一种实施方式中，安全壳包括以难熔陶瓷材料制成的至少一个主体，所述主体具有容纳待蒸发材料的存储部。所述主体进一步包括包含在所述主体的外表面中的加热装置。所述安全壳进一步包括用于控制蒸汽从其排出的装置。在另一种实施方式中，所述安全壳包括两个部件，这两个部件彼此接合，以便在它们之间形成气密密封，而不需要外涂布。所述安全壳具有优势地为布置用于薄膜涂布基材的系统提供灵活性和适应性。 附图说明以下参照附图描述各种实施方式，在附图中图1示出了本专利技术的坩埚的管状第一实施方式；图IA是坩埚的另一种管状实施方式的截面图；图2示出了本专利技术坩埚的第二实施方式；图2A示出了带有中间垫片构件的图2所示实施方式的坩埚组件；图3示出了用于图2所示实施方式的盖板；图4是局部剖切的透视图，示出了本专利技术具有沙漏状上部分的大致柱状的实施方式；图5示出了坩埚的细长实施方式；图6示出了本专利技术坩埚的另一种实施方式；图7示出了带有设计的配电系统的实施方式；图8是包括两部件坩埚的本专利技术另一种实施方式的分解局部截面图；和图9是两部件坩埚的另一种实施方式。具体实施例方式如文中使用，可以使用近似的语言来改动可以变化而不会导致与其相关的基本功能发生变化的任何定量表示。因此，被术语或多个术语诸如“大约”和“基本上”更改的取值，在某些情况下可以不局限于具体指定的精确值。如文中所用，术语“坩埚”可以与“器皿”或“容器”互换使用。术语“多件”可以与 “多部件”或“多个部件”互换使用，以指代构成本专利技术的单体(或一件式、单一本体)坩埚的多个部件。 现在参照图1，在一种实施方式中，本专利技术的安全壳100包括柱状主体110，柱状主体具有由内表面115限定的中轴孔111。孔111为容纳待蒸发的材料提供存储部。多个间隔的开口 116沿着该主体的长度设置成至少一个线性列。开口 116从主体110的中部117的外表面113延伸到孔111，从而允许蒸汽从孔由此逃逸。主体110包括中部部分117和相对的端部部分112和114。在一种实施方式中，端部部分112的外表面113a和端部部分112的内表面11 向内逐渐收缩，以提供逐渐变小的外径。端部部分114向外扩张，从而提供逐渐增大的孔径。可以选择地，端部部分114的环形外表面IHa和内表面可以向外扩张。但是，在容器实施方式IlOa中，如图IA所示，主体110的端部部分114的外表面11 可以与中部117的外表面具有相同的直径，而主体在端部部分114的内表面114b向外扩张，从而提供逐渐增大的孔径。端部部分112的内表面可以与内表面115具有相同的直径，而只有外表面113a向内收缩。优选，端部部分112的收缩的外表面113的斜度遵循端部部分114的扩张的内表面114b的向外的斜度，从而有利于安全壳IOOa的各主体的端表面的配合。端部部分112和114的这种结构的目的是提供一种将两个或更多个容器主体110以头对头的方式组装在一起的手段，从而提供能通过接合适当数量的主体而改变长度的安全壳组件，其中存储部，即单个主体的孔111相接合，以提供连续的内部空间。扩张的表面114b向外扩张，而收缩表面113a以大约3度到大约10 度的角度向内倾斜，并且通常使得加压接头的摩擦配合提供一种稳定的结构。每个单独主体110优选是单件一体构造，并且用从B、Al、Si、( 、难熔硬质金属、 过渡金属、稀土金属或它们的络合物和/或组合物中选择的元素的氮化物、碳化物、碳氮化物、氧氮化物来制造。在一种实施方式中，坩埚体用难熔陶瓷诸如氮化铝(AlN)、二硼化钛制造，并优选用热解氮化硼(PBN)或pBN涂布的石墨制造。制造这种器皿的方法在本领域是已知的。现在参照图2和3，在第二实施方式中，容器200包括大致纵向延伸的主体210，该主体具有弧形内表面211和大致U形的横截面。弧形内表面211限定了用来容纳待蒸发的材料(例如，金属诸如Cu、Al、In、Ga、Se等)的存储部。主体210优选为单件一体式构造并优选用PBN或pBN涂布的石墨制造。主体210包括长度方向延伸的线性凸缘部分214和 215，以本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于蒸发材料以便向基材施加涂层的安全壳，所述安全壳包括：ａ）以难熔材料制成的至少一个单件式单体主体，所述主体包括用于容纳待蒸发材料的存储部，并具有两个相对的端部，所述端部具有与所述端部关联以允许至少两个所述主体以头对头的方式机械结合的装置，以使每个主体的存储部接合形成连续的内部空间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US12/228,3922008年8月12日1.一种用于蒸发材料以便向基材施加涂层的安全壳，所述安全壳包括a)以难熔材料制成的至少一个单件式单体主体，所述主体包括用于容纳待蒸发材料的存储部，并具有两个相对的端部，所述端部具有与所述端部关联以允许至少两个所述主体以头对头的方式机械结合的装置，以使每个主体的存储部接合形成连续的内部空间。2.如权利要求1所述的安全壳，进一步包括b)控制蒸汽从所述安全壳排出的装置。3.如权利要求1所述的安全壳，其特征在于，所述难熔材料从热解氮化硼和以热解氮化硼涂布的热解石墨中选择。4.如权利要求1所述的安全壳，其特征在于，所述至少一个主体包括柱状壁，并且所述存储部由在该主体中限定轴向孔的柱状壁的内表面提供。5.如权利要求4所述的安全壳，其特征在于，所述主体包括第一端部部分，所述第一端部部分具有向较小的外径收缩的环状外表面；和与所述第一端部部分相对的第二端部部分，所述第二端部部分具有向更大内径向外扩张的环形内表面，以使一个柱状主体的第一端部部分配置并确定尺寸为接收在另一个柱状主体的第二端部部分内。6.如权利要求4所述的安全壳，其特征在于，控制蒸汽从所述安全壳排出的装置包括柱状壁上的多个开口，所述开口布置成沿着所述主体长度方向延伸的至少一列，并配置和确定尺寸为控制由此经过的蒸汽。7.如权利要求2所述的安全壳，其特征在于，所述主体纵向延伸并具有大致U形的横截面，所述存储部由弧形内表面至少部分地限定。8.如权利要求7所述的安全壳，进一步包括第一端部部分，所述第一端部部分具有径向延伸的第一弧形凸缘；第二端部部分，所述第二端部部分具有径向延伸的第二弧形凸缘； 从所述主体的第一纵向边缘横向延伸的第一线性凸缘；和从所述主体的第二纵向边缘横向延伸的第二线性凸缘。9.如权利要求8所述的安全壳，其特征在于，所述径向延伸的第一和第二弧形凸缘每一个包括至少一个开口，所述开口对准，从而接收用于将安全壳彼此接合的紧固件。10.如权利要求8所述的安全壳，其特征在于，所述控制蒸汽排出的装置包括板构件， 所述板构件可拆卸地连接到第一和第二线性凸缘，并具有配置并确定尺寸为控制蒸汽通过的多个开口。11.如权利要求5所述的安全壳，包括能以头对头的方式可拆卸地连接在一起的两个或更多个主体。12.如权利要求8所述的安全壳，包括能以头对头的方式可拆卸地连接在一起的两个或更多个主体。13.如权利要求12所述的安全壳，进一步包括设置在相邻的主体的弧形凸缘之间的垫片。14.如权利要求13所述的安全壳，其特征在于，所述垫片用石墨制成。15.如权利要求13所述的安全壳，其特征在于，一个主体的端部部分上的第一纵向延伸的弧形凸缘与相邻主体的第二端部部分上的弧形凹部配合，从而悬挂所述垫片并阻止垫片与存储部中的材料发生接触。16.一种用于蒸发材料以便向基材施加薄膜涂层的安全壳，所述安全壳包括a)以难熔陶瓷材料制成的至少一个主体，所述主体包括用于容纳待蒸发材料的存储部；b)包含在所述主体的至少一个外表面部分中的加热装置；和c)控制蒸汽从所述安全壳排出的装置。17.如权利要求16所述的安全壳，其特征在于，所述难熔陶瓷材料包括热解氮化硼。18.如权利要求16所述的安全壳，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰马里纳，
申请(专利权)人：莫门蒂夫性能材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US