[发明专利]一种均匀面形沉积蒸镀装置和方法

权利要求书

1.一种均匀面形沉积蒸镀装置，包括本体、多个矩形连通流道夹层盒、不止一个盖板、不止一个坩埚、不止一个加热器、热屏蔽装置、基板和试片；热屏蔽装置设置于本体内，热屏蔽装置内部形成一独立蒸汽流道；基板设置于本体的底部，基板之间形成的流道连通独立蒸汽流道；坩埚分为内坩埚与外坩埚，内坩埚设置于本体内且被热屏蔽装置包裹，外坩埚设置于本体外部，内坩埚顶部连接设有限流孔的盖板；盖板上部连接多个矩形连通流道夹层盒，多个矩形连通流道夹层盒的两端连通独立蒸汽流道；加热器分布在矩形特定多个流道夹层盒以及外坩埚的四周；试片设置于本体的顶部且位于多个矩形连通流道夹层盒的上方。

2.根据权利要求1所述的均匀面形沉积蒸镀装置，其特征在于：所述本体包括不止一层热屏蔽材料。

3.根据权利要求1所述的均匀面形沉积蒸镀装置，其特征在于：所述多个矩形连通流道夹层盒的材质为矩形片状体石墨。

4.根据权利要求1所述的均匀面形沉积蒸镀装置，其特征在于：所述盖板的材质为圆形片状体石墨，限流孔直径范围为0.5mm-20mm。

5.根据权利要求1所述的均匀面形沉积蒸镀装置，其特征在于：所述坩埚的材质为石墨外坩埚、热解氮化硼(PBN)内坩埚、不锈钢坩埚或石英坩埚；其中，热解氮化硼(PBN)内坩埚适用于容纳铜元素材料、铟元素材料或镓元素材料中的一种或两种及以上，不锈钢或石英坩埚适用于容纳硒元素材料。

6.根据权利要求1所述的均匀面形沉积蒸镀装置，其特征在于：所述加热器为可单独控制的加热器，选自RF感应加热器、电阻加热器或红外线加热器中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的均匀面形沉积蒸镀装置，其特征在于：所述热屏蔽装置的材质为石墨或耐火材料。

8.根据权利要求1所述的均匀面形沉积蒸镀装置，其特征在于：所述基板的材质为无碱玻璃或不锈钢。

9.一种均匀面形沉积蒸镀的方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1，将纯度大于等于99.99原子%的铜、铟、镓、硒元素材料放入不同坩埚中，其中铜和硒元素材料坩埚无需盖板，铟元素材料坩埚盖板限流孔的直径为1mm-5mm，镓元素材料坩埚盖板限流孔直径为5mm-20mm；

步骤2，将沉积蒸镀装置本体放入蒸镀腔体中，以真空抽气系统将蒸镀腔体背景压力抽至5-6×10^-6torr，加热矩形状的特定多个流道夹层盒加热至1300℃-1450℃，同时镓元素材料坩埚加热至1250℃-1400℃，铜元素材料坩埚加热至1250℃-1400℃，铟元素材料坩埚加热1200℃-1350℃，独立于本体外的硒元素材料外坩埚加热至200℃-400℃；

步骤3，硒元素材料蒸汽流由本体底部通过基体从而进入本体内部，并经热屏蔽装置隔离出的独立流道与矩形特定多个流道夹层盒内的镓、铜、铟元素材料蒸汽流互相混合，形成均匀面形沉积蒸汽流，最终在试片上形成蒸镀均匀的1500-2500nm厚的CIGS吸收层。