[发明专利]具有多层辐射式蒸发源分布结构的多源真空蒸镀装置

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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(OLED)、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。

发明内容

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，本发明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缩小，从而降低真空泵的规格，以及缩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：本发明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。