多室淀积设备制造技术

一种在一个大真空室内将不同涂层同时淀积到一薄带材上的沉积系统已经公开。该系统具有多个淀积室，在这些淀积室内，当带材自送料辊移至终端的被淀积带材的卷紧辊的过程中被淀积上不同的涂层。大真空室内的各淀积室具有各自的密封，最大限度地防止相邻淀积室中含有各种掺杂物的气体发生反扩散。（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术是一种在真空条件下连续向带材喷镀薄膜涂层的方法及设备，具体来说，本专利技术所说的是一种改进的装置，该改进装置具有多个淀积室安装在一个高真空度的仓室中以连续地实施不同薄膜的涂层。根据美国能源署第ZB-4-03056-2号转包合同，美利坚合众国政府拥有本专利技术的权利。在应用薄膜涂层方面，已有多种方式问世，其涂层至少由两种不同成份组成，尤其是在制造光电装置方面，要求设备能高效和经济地产生多层薄膜涂层。当各涂层的电及光感性能必须加以控制时，就更需要这种设备。美国专利第3，294，570号专利技术者查申(Charschan)等人公开了一种连续真空处理的设备，它包括多个相互连结的开口仓室，各独立的仓室沿一条通道上的诸孔洞而分布，通道内的材料裸露在仓室内的涂膜气体之中。在该设备中，各有关装置与各个淀积室相连以保持各仓室内预先抽真空的压力。据认为，该设备特别适合于淀积钽膜，这是用于电子线路的制造的，该淀积设备控制的氧化层可保证导致再现的电气特性。佛灵(Foehring)等人获得的美国专利第3，805，736号公开了一种在一个反应室内可完成质量交换反应的设备，利用层流来提供有限的传输扩散及各工序间的隔离。该淀积设备包括，在一个淀积室内限定一个蒸汽传送区域的装置，该淀积室还包括一个初级蒸汽扩散装置，该装置沿纵向延伸越过蒸汽传送区，用来将起初的气相物质分配至层流中去，而该流层与基板表面大致平行且与基板传送通道相垂直，在淀积室内装有相对放置的排放装置和至少一个辅助的相邻的蒸汽扩散装置。各蒸汽传送区域在结构上皆为全开式，且彼此相连，而处理方式则基本上由于层流关系而连续独立进行。威克菲尔德(Wakefield)在美国的专利第3，965，163号中公开了一种方法，即自较低级的硅形成半导体硅，在第二个反应室内P型层借助于扩散入N型层而在N型层上形成P型层。斯摩尔(Small)等人在美国专利第4，015，163号中公开了一种多层汽化淀积设备，该设备包括多个逐序相连的淀积室，淀积室所带的阀类装置安装在每一相应的出口室及入口室相对的端部，用以密封涂层室并阻止涂层室与在一起的一些用来在每一涂层室内产生真空条件的独立装置之间的联系。马塔斯古·伊祖(Matatsgu Isu)等人在美国专利第4，400，409号中公开了一种制做光电板的方法，它包括一卷具有一个或多个电极生成区的挠性基板材料的带材，随后打开上述的基板卷，基本上连续地进入部分抽真空的地区，它包括至少有一处硅淀积区，其中，在至少一部分上述一个或多个电极生成区的至少两个相反导电率(P和N)型的挠性硅薄膜上被涂敷;一个或多个上述生成光电空区的薄膜，上述在基本上是连续带材构成的基板，以及每一个上述硅薄膜都在各自的辉光放电区淀积，带材通过该放电区便形成一个大体上连续的淀积过程。根据伊祖(IZu)等人的专利技术，当使用许多相同的淀积室时，每个淀积室都由隔离通道相连，每个喷镀室的排放废汽便足以隔离各室;然而惰性载运汽可进入每个通道从通道两侧的淀积室清扫通道内的各种气体。在13栏，第14～17行处说明，“将所有的淀积室区域都封闭在一个与其他仓室彼此隔开的单一仓室中也是可行的”，然而没有什么学说来说明这种方法如何加以实施或有什么效益产生。卡尼拉(Cannella)等人在美国专利第4，438，723中公开了一种多室淀积系统及隔离装置，它包括一个连接第1和第2淀积室的槽缝和形成气流的装置，该气流从槽缝以足够的流量流入第一淀积室，以保持第一淀积室的一种元素浓度与第二室的一种元素浓度之比至少为104。对照前面涉及的工艺背景，本专利技术包括一个整体的真空室，该室内具有几个单独的淀积室，每个淀积室都有传导限定槽和单独的真空泵装置用来提供适当的低压，以便在各淀积室中同时进行原材料的淀积，并且在各淀积室之间不产生明显的生产气体相互扩散。因此，本专利技术的目的就是提供一种多涂层真空淀积系统，其结构较前述的真空淀积系统简单，这样便可以缩短停机时间。此外，本专利技术的目的在于，由于简化了复杂的结构，而使得所提供的多室真空淀积系统的安装和操作更经济。同时，本专利技术的目的也在于提供一种使各淀积空之间严格分离的多室真空淀积系统。本专利技术是一种有关新型设备，它包括一个内有多个淀积室的大型真空室，一种气体或是预先混合好的气体被导入每一淀积室中，这时一层薄膜镀层在光辉放电的作用下便淀积在移动的带材上。各淀积室相互隔离，但又可使金属薄板连续向前传送并穿过施加淀积的各淀积室，同时也保证各淀积室内的气体不产生相互明显的扩散。该设备包括一个大真空室，其中装有支承要进行淀积的带材送进辊的装置，一个带材预先清洗室，驱动带材前进的装置和用来重新卷绕淀积过的带材的卷紧辊。每个淀积室都有一块台板，该台板的一面做为薄板的导向面，与台板相对应的是矩形仓室，仓室是由侧壁，端壁及底板组成的。底板上带有一个电极，通过该电极将淀积气体在淀积室内扩散而产生淀积作用。电气系统将电极和台板进行相应的连接以在淀积室内产生光辉放电淀积。台板与侧壁稍有间隙，而两端壁上则各有一凹入区，其长度稍稍大于带材的宽度，因而形成一个入口槽，和一个使带材沿着台板导向面流出喷镀室的槽口。端壁由可调节的门框组成以适应不同的槽口宽度，但是要在淀积室内进行薄膜涂敷的带材尺寸变化时，才需要对门框位置加以调节。该设备所附带的抽真空装置是在开始对外仓室进行抽真空时用的，以后，在气体流入淀积室时，保持外仓室的真空压力为40毫托。该专利技术的工艺包括，将一个大仓室抽成真空的步骤，在大仓室中装有一卷无涂层的聚合带材，该带材从送进辊向前连续送进。穿过一个带材清洗室，该清洗室中通入氢气并产生辉光放电，带材继续向前通过第一个淀积室并施以薄膜涂敷，而后继续将薄板送入第二个淀积室中施加第二层薄膜涂敷，随后再送入另一个附加淀积室中完成涂敷，最后卷起淀积好的带材。在向前传送带材的时候，室内保持一定的温度和电势，并向各淀积室内连续输入生产气体，淀积室内的压力要保持在高于淀积室周围的大仓室内的压力。本专利技术将参考所附图例进一步加以说明，各图为图1为一个多室淀积系统的俯视示意平面布置图;图2为内有几个淀积室的真空室纵剖面示意图;图3为系统中一个淀积室的纵剖面示意图;图4为一个去掉一侧的淀积室的俯视图;图5为图3所示淀积室的端视图。本专利技术为一种专门的将三层薄膜状涂层分别涂到一个挠性的基板或带材上的方法。在上述装置中，采用这种方式将非晶体氢化硅通过独立辉光放电淀积到一个镀有金属的聚酰亚胺的基板上来以生产光电池。带材14自送料辊15导引出，该送料辊是可旋转的，它安装在一个大真空室20内。带材14绕托辊21通过带材清理室22和一系列的淀积室23、24、25。出淀积室25后，带材通过驱动辊或主导轮28绕过第二个托辊26至一个从动的卷紧轮30上。在各个淀积室23、24和25中，连续地输入不同的淀积气体。在加热和交流或直流电位的作用下，淀积气体中至少有一种元素通过辉光放电方式被涂到带材上形成薄膜涂层。下文还要提到淀积室的结构设计，使带材能自一个室连续移动到另一个室中，同时使相邻淀积室的气体反扩散最少。因此，在带材自送料辊到卷紧辊的一次移动过程中，带材可得到三层或三层以上的薄膜涂层。参考图1，大真空室20被安放在一区域内，该真空室有涡轮分子泵32，通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将不同成份的多层涂膜淀积在基板上的真空淀积设备。该设备包括：一个能承受相差一个大气压的基本真空室；几个安装在上述真空室内的淀积室，各喷镀室包括一块底板和几个侧壁构成的一个矩形开口空间，一个与侧壁上沿相吻合的台板，与两对应侧壁相连 的框架分别构成一个入口槽和一个出口槽，通过出入口槽，带材可穿入或穿出淀积室；与真空室相连泵用来将真空室和相应的淀积室抽真空。

【技术特征摘要】
US 1986-6-23 877161范围。权利要求1.一种将不同成份的多层涂膜淀积在基板上的真空淀积设备。该设备包括一个能承受相差一个大气压的基本真空室；几个安装在上述真空室内的淀积室，各喷镀室包括一块底板和几个侧壁构成的一个矩形开口空间，一个与侧壁上沿相吻合的台板，与两对应侧壁相连的框架分别构成一个入口槽和一个出口槽，通过出入口槽，带材可穿入或穿出淀积室；与真空室相连泵用来将真空室和相应的淀积室抽真空。2.一套真空淀积设备，用来将各种成份的涂层材料淀积到一移动的基板上，每一涂层都藉辉光放电来得以淀积，该设备包括一个真空室;真空室内用来支承基板辊子的装置，真空室内用来重新卷绕淀积过的基板的卷绕辊，真空室内的几个相互间隔安放的淀积室，对贯穿各个淀积室的基板进行导向的装置，每个淀积室包括构成带有一个导入基板的入口槽和一个导出基板出口槽的箱体的侧壁，槽的作用是给通道以一定的限定，将气体输入淀积室的装置，将淀积室加热的装置，使淀积室内产生电势从而产生等离子体使得气体中至少有一种元素淀积到基板上的装置，连续地将基板自送料辊送进到卷紧辊装置，一个与真空室相连的泵，该泵用来保持真空室内的压力。各淀积室内的压力高于真空室内的压力，主要是防止气体自一个淀积室扩散到另一个淀积室中。3.根据权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：里查德L雅各布森，弗兰克R杰弗里，罗格维斯特伯格，
申请(专利权)人：明尼苏达采矿和制造公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]