[发明专利]一种成膜装置、成膜方法及成膜源

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及了一种成膜装置、成膜方法及成膜源。

背景技术

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。

发明内容

为了解决上述现有技术的不足，本发明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。

本发明还提供了一种成膜方法。

本发明又提供了一种应用在上述成膜装置的成膜源。

本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：