一种热蒸发镀膜设备的热蒸发源，包括用于沉积薄膜的衬底、用于装载蒸发材料的坩埚，及用于加热所述坩埚的加热组件；所述坩埚上设有多个与所述衬底相对的喷嘴，所述多个喷嘴中的每两个相邻喷嘴之间的距离不全相等。采用非均匀分布的喷嘴排列方式，改变了每个喷嘴喷射到衬底平面上的位置，而衬底上的总的喷射材料是各个喷嘴喷射材料的叠加，从而改善蒸发镀膜的均匀性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及真空镀膜设备，特别是涉及一种热蒸发镀膜设备的热蒸发源。
技术介绍
热蒸发镀膜法是在真空环境中利用电流加热、电子束加热、或激光加热等方法使蒸发材料变成团簇、分子或原子，以较大的自由程作近自由运动，当这些自由运动的分子或原子碰撞到温度较低的基片，就在基片上凝结下来，沉积覆盖在基片上形成薄膜。热蒸发镀膜法具有纯度高、结晶好的优点，常用于金属薄膜、半导体薄膜、薄膜太阳能电池材料的生产制作。 容纳并加热蒸发材料的装置被称为热蒸发源。根据热蒸发源的几何结构不同，可分为点蒸发源，面蒸发源和束源炉。点蒸发源的特点是蒸汽分布在空间各方向呈均匀分布，而面蒸发源的蒸汽只向一半的空间分布，束源炉则是有坩埚，而蒸发材料只从坩埚上的开口喷射出来。和点蒸发源以及面蒸发源相比，束源炉具有束流稳定、方向可调、分布定向、节省原材料的特点，常用对薄膜厚度以及材料稳定性要求较高的场合，比如在实验室中对材料性质要求较高的小尺寸样品，通常样品的尺寸不超过10cm。请参阅图1，所示为传统的具有独立喷嘴的束源炉的蒸发束流分布示意图。其中，101衬底，102是坩埚，103是固态或熔化的蒸发材料，104是蒸发材料的蒸气，105是喷嘴的高度1，106是喷嘴的开口尺寸d，107是喷口位置到衬底的垂直距离h，同时也是喷嘴的蒸发束流的中轴线，108和109分别是衬底上任意沉积点相对于喷口的距离r和斜角Θ，110是此喷嘴在衬底上沉积薄膜的厚度沿纸面上的分布曲线。在蒸发过程中，衬底101沿垂直于纸面的方向移动，喷嘴喷射出来的蒸发材料在沉积到衬底101。从图1可以看出，单一喷嘴在衬底上的沉积薄膜的厚度中间高，两边低，不够均匀。在生产型的产业线中，衬底的尺寸通常较大，需要蒸发源的蒸发覆盖面积较大，一般镀膜区间不小于30cm，并且对均匀性和蒸发过程的稳定可控性要求较高，还需要较高的蒸发速率提高产率。目前均匀排列的多个热蒸发源喷嘴无法保证薄膜的均匀性要求。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种沉积镀膜的均匀性较好的热蒸发镀膜设备的热蒸发源。—种热蒸发镀膜设备的热蒸发源，包括用于沉积薄膜的衬底、用于装载蒸发材料的坩埚，及用于加热所述坩埚的加热组件；所述坩埚上设有多个与所述衬底相对的喷嘴，所述多个喷嘴中的每两个相邻喷嘴之间的距离不全相等。在其中一个实施例中，每个喷嘴的高度与所述喷嘴的开口宽度相等。在其中一个实施例中，所述多个喷嘴沿直线依次间隔排列，且每个喷嘴到所述衬底的距离相等。在其中一个实施例中，所述多个喷嘴的数量为奇数，所述多个喷嘴以中间的一个喷嘴的轴线为对称轴镜像分布。 在其中一个实施例中，靠近中间的两个喷嘴之间的距离比靠近边缘的两个喷嘴之间的距离大。在其中一个实施例中，所述衬底与所述多个喷嘴之间的距离为20cm，所述多个喷嘴的数量为13个，所述13个喷嘴之间的距离比依次为3. 7 :3. 9 :4.1 :4. 3 :4. 5 :4. 7 4. 7 4. 5 :4· 3 :4· I 3. 9 :3· 7。在其中一个实施例中，所述衬底与所述多个喷嘴之间的距离为30cm，所述多个喷嘴的数量为11个，所述13个喷嘴之间的距离比依次为3 4 5 6 7 7 6 5 4 :3。在其中一个实施例中，所述衬底与所述多个喷嘴之间的距离为20cm，设所述衬底的宽度为f，所述多个喷嘴的数量为11个，所述11个喷嘴之间的距离比依次为O.1f :0.1f (O. 05f+5) (O. 9f+l. 6) (O. 9f+l. 6):(0. 9f+l. 6) (0. 9f+l. 6) (0. 05f+5) :0.1f 0.1f。在其中一个实施例中，所述衬底与所述多个喷嘴之间的距离为30cm，设所述衬底的宽度为f，所述多个喷嘴的数量为11个，所述11个喷嘴之间的距离比依次为3 3 (O. 2f+2) (O. 05f+4) (O. 05f+4) (O. 05f+4) (0. 05f+4) (0. 2f+2) :3 :3。在其中一个实施例中，所述衬底的材料为玻璃、聚合物、金属、半导体或陶瓷。采用非均匀分布的喷嘴排列方式，改变了每个喷嘴喷射到衬底平面上的位置，而衬底上的总的喷射材料是各个喷嘴喷射材料的叠加，从而改善蒸发镀膜的均匀性。附图说明图1为传统的具有独立喷嘴的热蒸发源的蒸发束流分布示意图；图2为一实施方式的热蒸发镀膜设备的热蒸发源的蒸发束流分布示意图；图3为另一实施方式的热蒸发镀膜设备的热蒸发源的蒸发束流分布示意图。具体实施方式 为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施的限制。请参阅图2，一实施例的热蒸发镀膜设备的热蒸发源包括用于沉积薄膜的衬底201、用于装载蒸发材料204的坩埚203，及用于加热坩埚203的加热组件202。坩埚203的顶部设有多个与衬底201201相对的喷嘴207。衬底201大致为方形平板，其可以在沿与纸面垂直的方向上移动。衬底201的宽度即为镀膜的幅宽。衬底201的材料，包括但不限于玻璃、聚合物箔材、铁或钛等金属箔材、晶体硅等半导体材料，氧化铝等陶瓷衬底。坩埚203的形状为方形或圆形的盒体，其收容在加热组件202内。坩埚203和喷嘴207的材料为高温难熔金属。坩埚203和喷嘴207的最高加热温度为1500° C，由热电偶监控并反馈给可控加热电源。蒸发材料204包括但不限于金、银、铜、铟、镓、锌、锡、等金属，以及硒、硫、磷等非金属，以及有机化合物或者氟化钠、氟化镁、氧化硅等无机化合物。可用于本专利技术中的线源结构可蒸镀金属薄膜或化合物薄膜，或用于共蒸发制备半导体化合物材料(包括但不限于铜铟镓硒、铜铟镓硫、铜铟镓硒硫，铜锌锡硫等)，或者蒸镀光学薄膜(氟化钠、氟化镁、氧化硅等)，或用于蒸镀有机或无机发光材料(LED或OLED制备)。蒸发材料204受热蒸发形成蒸汽205，从喷嘴207喷出。加热组件202外还可以设置一层或多层用于隔绝热量的屏蔽罩(图未示)，用以减少热量从加热组件向外发散，降低加热功率。每个喷嘴207的形状为圆柱形或正方形。每个喷嘴207的高度与喷嘴207的开口宽度大致相等，这样每个喷嘴的喷射束流角度分布比较适中，不是太发散，也不是太集中，容易实现较好的均匀性。多个喷嘴207在坩埚203的顶部沿直线依次间隔排列，且每个喷嘴207到衬底201的距离相等。每个喷嘴207的周围还设有加热器和屏蔽罩组件206。这样能够较好的保持了喷嘴的温度，防止蒸发材料蒸汽205在喷嘴处凝结 ，提高了镀膜的稳定性。多个喷嘴207中的每两个相邻喷嘴207之间的距离不全相等，即至少有两个相邻喷嘴207之间的距离与其他两个相邻喷嘴207之间的距离不等。采用这种非均匀分布的喷嘴排列方式，改变了每个喷嘴喷射到衬底平面上的位置，而衬底上的总的喷射材料是各个喷嘴喷射材料的叠加，从而改善蒸发镀膜的均匀性。本实施例中，喷嘴207的数量为11或13个，且11或13个喷嘴以最中间的一个喷嘴的轴线210为对称轴镜像分布。这11个喷嘴207两两之本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种热蒸发镀膜设备的热蒸发源，包括用于沉积薄膜的衬底、用于装载蒸发材料的坩埚，及用于加热所述坩埚的加热组件；其特征在于，所述坩埚上设有多个与所述衬底相对的喷嘴，所述多个喷嘴中的每两个相邻喷嘴之间的距离不全相等。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张撷秋，肖旭东，陈旺寿，宋建军，刘壮，顾光一，杨春雷，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，香港中文大学，
类型：发明
国别省市：
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