[发明专利]用于真空蒸发系统的蒸发装置、用于沉积材料膜的设备和方法

说明书

本发明涉及一种蒸发装置，该蒸发装置包括蒸发室，该蒸发室包括加热装置和坩埚，该坩埚具有上部开口端和下部的封闭底部，旨在接收负载，该蒸发装置适于通过负载材料的蒸发或升华来产生气相材料流。根据本发明，该蒸发装置包括过滤插入件，该过滤插入件包括上部部件(20)和下部部件(21)，该上部部件具有锥形开口(11)，旨在布置于坩埚的开口端，该下部部件从上至下包括具有至少一个开口(130)的板(13)和一个格栅(14)，下部部件(21)旨在于上部部件(20)与负载之间布置在坩埚中。本发明还涉及一种用于在衬底上沉积材料膜的设备和方法。

技术领域

本发明总体上涉及真空薄膜材料沉积设备的领域。

更具体地，本发明涉及用于在衬底上气相沉积材料的方法和设备。

更具体地，本发明适用于无机和有机材料的薄膜沉积。

背景技术

从现有文献US 2007/074654和US 5104695中已知用于在衬底上气相沉积材料的方法和设备。通常，在包括加热装置、真空泵和泻流室(effusion cell，也称为蒸发室)的真空腔室中进行材料沉积，要蒸发的源材料被放置在所述泻流室中。将要蒸发的源材料加热到高于约150℃的温度，并在泻流室内蒸发。在实践中，泻流室具有用于供气相材料朝向衬底通过的至少一个开口。因此，在与衬底接触时，气相材料沉积物凝结而形成固体材料的薄膜。这样，可以沉积一层材料或相继叠加若干厚度的材料薄膜。

用于在衬底上沉积材料膜的蒸发方法中涉及的泻流室包括若干元件，包括坩埚和加热装置。加热装置通常围绕坩埚布置。坩埚通常具有上部开口端和源材料被放置在其中的下部的封闭底部。坩埚的上部开口端允许蒸发成气相的材料朝向衬底通过。通常，具有预定尺寸的开口的插入件被放置在坩埚的上部开口端上。该插入件的主要功能是控制蒸发材料流在泻流室的出口处的分散。该插入件还使得例如可以限制在源材料在衬底上蒸发期间产生的固态和/或液态材料飞溅物通过。这些材料飞溅物会在沉积材料膜中产生不均匀或缺陷。插入件还允许在其形成在衬底上期间提高膜厚度的可再现性。

然而，插入件上存在开口会导致坩埚上端处的大量热损失，其产生冷凝现象和因此插入件开口的堵塞。插入件开口的堵塞可能使材料沉积物流在于衬底上沉积材料的方法期间不稳定。当源材料的气化温度低时，即对于低于或等于600℃的温度，这种在插入件上的材料凝结现象更加加速。

在沉积例如用于制造大尺寸的有机发光二极管(OLED)屏幕的镁的情况下，坩埚的温度相对较低，约为400℃。通过插入件开口的热损失使插入件冷却并导致气相材料在插入件壁上部分凝结。插入件上的这种凝结改变了蒸发材料流朝向衬底的分散，这使得很难获得均匀厚度、可再现且无缺陷的沉积物。

因此，有必要开发一种用于避免插入件开口堵塞的问题同时降低衬底上的固态和/或液态材料飞溅物的风险的蒸发装置和方法。

本发明的一个目的是沉积有机和无机材料的薄膜，在100℃至600℃之间的温度下所述材料的蒸气压力在10^-3mbar至1mbar之间。

发明内容

为了弥补现有技术的上述缺陷，本发明提出了一种蒸发装置，该蒸发装置包括蒸发室，该蒸发室包括加热装置和坩埚，该坩埚具有上部开口端和下部的封闭底部，该坩埚旨在接收要蒸发或升华的材料的负载，加热装置适于加热容纳负载的坩埚并通过负载材料的蒸发或升华来产生气相材料流。

根据本发明，蒸发装置还包括过滤插入件，该过滤插入件包括：上部部件，该上部部件具有锥形开口，旨在放置在坩埚的开口端；以及下部部件，该下部部件从上至下包括具有至少一个开口的板和一个格栅，该下部部件旨在于上部部件和负载之间放置到坩埚中。

本发明的蒸发装置有利地允许改善衬底上的薄膜沉积的均匀性和均质性并避免来自于负载的蒸发或升华的固态和/或液态材料朝向衬底飞溅。