CN102712993A - 直线淀积源 - Google Patents
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Abstract
一种淀积源,所述淀积源包括坩锅和本体,该坩锅用来包含淀积材料,该本体包括传导通道。传导通道的输入部联接到坩锅的输出部上。加热器加热坩锅,从而坩锅将淀积材料蒸发到传导通道中。隔热屏在加热器和本体中的至少一者周围定位,该隔热屏包括多个耐热材料层。多个喷嘴联接到传导通道的输出部上,从而蒸发淀积材料从坩锅通过传导通道运输到多个喷嘴,从而,蒸发淀积材料从多个喷嘴排出,以形成淀积通量。
Description
技术领域
这里使用的章节标题仅用于组织目的,并且决不应该解释为限制在本申请中描述的主题。
相关申请部分
本申请是在2009年11月30日提交的、标题为Linear DepositionSource(直线淀积源)的美国专利申请12/628,189的部分继续,后者要求对于在2009年2月27日提交的、标题为“Deposition Sources,Systems,and Related Methods for Co-Depositing Copper,Indium,andGallium(用来共同淀积铜、铟以及镓的淀积源、系统以及相关方法)”的美国临时专利申请61/156,348;和在2008年12月18日提交的、标题为“Deposition Sources,Systems,and Related Methods forCo-Depositing Copper,Indium,and Gallium(用来共同淀积铜、铟以及镓的淀积源、系统以及相关方法)”的美国临时申请61/138,932,两者的优先权。美国专利申请12/628,189、美国临时申请61/156,348及美国临时申请61/138,932的全部说明书通过参引并入本文。
背景技术
多年来,大面积基片淀积系统已经用来处理多种类型基片材料的柔性腹板基片和刚性面板基片。多种已知系统设计成,处理塑料腹板基片和刚性面板玻璃基片。腹板基片或刚性面板直接在直线淀积源上方通过。已知直线淀积源包括船形坩锅,这些已知直线淀积源适于将材料蒸发在腹板基片上或在刚性面板基片上,该船形坩锅典型地由用来包含淀积源材料的耐火材料形成。将坩锅放置在蒸汽出口管的内部。蒸汽出口管同时起到蒸发空间和分配蒸汽的空间的作用。一个或更多个蒸汽出口开口沿着源按直线排列。
附图说明
在联系附图进行的如下详细描述中,更具体地描述按照优选和示范实施例的本发明、以及其另外的优点。本领域的技术人员将理解,下面描述的附图仅为了说明目的。附图不必按比例,而是总体上着重于说明本发明的原理。附图决不用于限制本发明的范围。
图1A示出根据本发明的直线淀积源的立体横截面图,该直线淀积源包括多个坩锅,这些坩锅联接到多条传导通道上,并且然后联接到处于直线构造的多个喷嘴上。
图1B示出根据本发明的直线淀积源的立体横截面图,该直线淀积源包括多个坩锅,这些坩锅联接到单条传导通道上,并且然后联接到处于直线构造的多个喷嘴上。
图2A示出联系图1A和1B描述的直线淀积源的横截面图,这些直线淀积源具有多个喷嘴,这些喷嘴定位成,它们在向上方向上蒸发淀积材料。
图2B示出根据本发明的直线淀积源的横截面图,该直线淀积源具有多个喷嘴,这些喷嘴定位成,它们在向下方向上蒸发淀积材料。
图2C示出根据本发明的直线淀积源的横截面图,该直线淀积源具有本体,该本体包括多个喷嘴,这些喷嘴定位在竖向方向上。
图2D示出根据本发明的另一个直线淀积源的横截面图,该直线淀积源具有本体,该本体包括多个喷嘴,这些喷嘴定位在竖向方向上。
图3A示出根据本发明的直线淀积源的立体横截面图,该直线淀积源包括单个坩锅,该单个坩锅联接到多条传导通道上,并且然后联接到处于直线构造的多个喷嘴上。
图3B示出根据本发明的直线淀积源的立体横截面图,该直线淀积源包括单个坩锅,该单个坩锅联接到单条传导通道上,并且然后联接到处于直线构造的多个喷嘴上。
图4示出用于本发明的直线淀积源的坩锅的立体横截面图,该坩锅由两种类型的材料形成。
图5A示出根据本发明的直线淀积源的一部分的立体俯视图,该图示出三条传导通道,这三条传导通道联接到在外壳中的三个坩锅上。
图5B示出根据本发明的直线淀积源的一部分的立体俯视图,该图示出单条传导通道,该单条传导通道联接到在外壳中的三个坩锅上。
图6A是用于本发明的直线淀积源的电阻坩锅加热器的一部分的立体图,该图示出加热器的内侧和三个侧部,在该处定位坩锅。
图6B是多个坩锅加热器之一的外侧的立体图,这些坩锅加热器用来加热多个坩锅中的每一个坩锅。
图7A是根据本发明的直线淀积源的侧视图,该图示出传导通道加热器,这些传导通道加热器用来加热多条传导通道。
图7B是杆的立体图,这些杆包括传导通道加热器。
图7C示出根据本发明的直线淀积源的本体的立体图,该图示出用于将杆的端部接合到本体上的接头。
图8示出本体的框架,该框架包括膨胀链接部。
图9A是隔热屏的立体横截面图,该隔热屏用于多个坩锅,并且用于根据本发明的直线淀积源的多条传导通道。
图9B是在图9A中所示的隔热屏的完整立体图。
图9C示出根据本发明的隔热屏的一个实施例的角部横截面。
图10示出根据本发明的淀积源的俯视立体图,该图示出在本体中的多个喷嘴,这些喷嘴用来将被蒸发的材料排出到基片或其它工件上。
图11A示出根据本发明的淀积源的本体的横截面图,该图示出一列喷嘴,这些喷嘴联接到传导通道上,该传导通道具有管子,这些管子控制淀积材料到喷嘴的流动。
图11B示出根据本发明的淀积源的多条传导通道的横截面图,该图示出一排喷嘴,这些喷嘴联接到多条传导通道上,这些传导通道具有管子,这些管子控制淀积材料到喷嘴的流动。
图12示出喷嘴的立体图,该喷嘴组成多个喷嘴中的一个喷嘴,这些喷嘴用于根据本发明的直线淀积源。
具体实施方式
在本说明书中对于“一个实施例”或“实施例”的提及意味着,联系实施例描述的具体特征、结构、或特性包括在发明的至少一个实施例中。短语“在一个实施例中”在本说明书中各个地方的出现不必都指同一实施例。
应该理解,本发明的方法的各个步骤可以按任何顺序和/或同时地进行,只要发明保持切实可行。此外,应该理解,本发明的设备和方法可以包括任何数量或全部的所描述的实施例,只要发明保持切实可行。
现在参照其示范实施例将更详细地描述本发明,这些实施例如附图所示。尽管本发明与各个实施例和例子一道描述,但本发明不打算限于这样的实施例。相反,本发明包括如将由本领域的技术人员认识到的那样的各个选择例、修改及等效物。已经获悉本发明的本领域的技术人员将认识到另外的实施、修改以及实施例、以及其它领域的使用,这些在这里所描述的本公开的范围内。
本发明总体而言涉及用来产生源材料蒸汽通量的设备和方法,该源材料蒸汽通量用来淀积到基片上。本发明的一些方面涉及直线淀积源,这些直线淀积源适于产生源材料蒸汽通量,以便将材料淀积到腹板基片、刚性面板基片、或另一种类型的长形工件上。本发明的其它方面涉及直线淀积源,这些直线淀积源适于产生源材料蒸汽通量,以便将材料淀积到基片夹具上,该基片夹具支承多个常规基片,如半导体基片。
在本发明的多个实施例中,方法和设备涉及通过蒸发的淀积。这里所使用的术语“蒸发”是指将源材料转换成蒸汽,并且在本技术领域中包括几个术语的正常使用,如蒸发、汽化以及升华。转换成蒸汽的源材料可在任何物质状态下。在许多实施例中,本发明的设备和方法用来将两种或更多种不同材料共同蒸发到基片上,如蒸发到腹板基片或刚性面板基片上。在一些实施例中,本发明的设备和方法用来将单种材料蒸发到基片上,如蒸发到腹板基片或刚性面板基片上。在多个或相隔离的坩锅中使用单种淀积材料将添加冗余度,并且将增加通量率。
本发明的一种应用涉及用来将铜、铟以及镓共同淀积到腹板基片或刚性面板基片上的方法和设备。二硒化铜铟的化合物(CIS化合物)称作二硒化铜铟镓化合物(CIGS化合物),该二硒化铜铟的化合物具有代替全部或部分铟的镓。CIGS化合物通常用来构造光电池。具体地说,CIGS化合物通常用作在薄膜太阳能电池中的吸收层。这些CIGS化合物具有直接带隙,该直接带隙容许在电磁频谱的可见区域中的太阳辐射的强烈吸收。已经证明,与常用光电池相比,CIGS光电池具有很高的转换效率和良好稳定性,这些常用光电池具有其它类型的吸收层化合物,如碲化镉(CdTe)和非晶硅(a-Si)。
CIGS吸收层典型地是具有良好结晶度的p型化合物半导体层。为了实现对于高效率光电操作必要的所需电荷迁移性能,一般要求良好结晶度。在实际中,CIGS吸收层必须至少部分地结晶,以便实现高效率光电操作。结晶CIGS化合物具有结晶结构,该结晶结构依据为形成CIGS化合物使用的淀积温度,可特征化为黄铜矿或闪锌矿。
CIGS化合物可以由各种技术形成。用来形成CIGS化合物的一种方法使用化学前体。化学前体按薄膜淀积,并且在这之后退火以形成所需的CIGS层。当CIGS前体材料在低温下淀积时,生成的CIGS薄膜是非晶的,或者仅仅很弱地结晶。CIGS薄膜然后在升高的温度下退火以改进CIGS化合物的结晶,以便提供所需的电荷迁移性能。
然而,在引起CIGS薄膜的部分结晶所必需的升高温度下,在所淀积的薄膜中的硒比其它元素更易挥发。因此,在将前体层退火的同时,常常添加硒,以改进结晶并且将CIGS化合物提供有所需的成分和化学计量配比。形成CIGS薄膜化合物的这种方法比较耗费时间,并且在蒸汽相中需要大量的硒,这加大了制造成本。
用来形成CIGS化合物的另一种方法使用真空蒸发。由共同蒸发构造的CIGS光电池,与用前体材料构造的CIGS光电池相比,可以具有高光电转换效率。在这种方法中,将铜、铟、镓以及硒共同淀积到基片上。共同蒸发允许薄膜化学计量配比的精确控制,并且允许在薄膜光吸收层中的成分分级。因此,共同蒸发可以用来精确地修整带隙,以便实现最佳光电性能。然而,铜、铟、镓以及硒的共同蒸发是可能难以按工业规模使用的工艺技术,因为难以在巨大表面面积上均匀地蒸发材料。
本发明的一个方面是提供淀积源、系统以及操作这样的源和系统的方法,以高效地和可控制地提供用于多种类型的装置,(如CIGS光电池)的构造的多种汽化源材料。本发明的另一个方面是提供淀积源、系统以及操作这样的源和系统的方法,以高效地和可控制地提供用于多种类型的装置(如有机发光二极管(OLED)装置)的构造的单种汽化源材料。本领域的技术人员将认识到,尽管联系CIGS光电池和OLED装置的构造而描述本发明的一些方面,但在本公开中的发明适用于可以使用被蒸发的材料而被构造的任何其它类型的装置。
图1A示出根据本发明的直线淀积源100的立体横截面图,该直线淀积源100包括多个坩锅102,这些坩锅102联接到多条传导通道104上,并且然后联接到处于直线构造的多个喷嘴106上。多个坩锅102中的每一个坩锅包含蒸发源材料,该蒸发源材料可以是相同或不同的源材料。多条传导通道104中的每一条传导通道的输入部联接到多个坩锅102的相应一个的输出部上。在许多实施例中,多条传导通道104设计成使得在各种被蒸发的材料正在多条传导通道104中运输的同时,各种被蒸发的材料没有发生相互混合。
外壳108包含多个坩锅102。外壳108由不锈钢或类似材料形成。在一些实施例中,沿外壳108定位流体冷却通道。外壳108也包括密封凸缘110,该密封凸缘110将外壳108连结到真空腔室(未示出)上。直线淀积源100的一个特征是,坩锅在真空腔室外面,并因此它们容易被再填充和维护,由此增强适用性。本体112延伸过外壳108的密封凸缘110,该本体112包括多条传导通道104和多个喷嘴106。在一些实施例中,沿本体112定位流体冷却通道。
在图1A中所示的实施例中,源100包括处于直线构造的三个坩锅102,使三条传导通道104中的相应通道的输入部联接到三个坩锅102中的相应坩锅的输出部上。喷嘴106定位在沿多条传导通道104中的每一条传导通道的多个位置处。然而,因为图1A是横截面图,所以只有中部传导通道104、和一半喷嘴106在图1A中示出。
本领域的技术人员将认识到,可以使用多种类型的坩锅。例如,多个坩锅的至少一些可以包括至少一个坩锅,该至少一个坩锅形成在另一个坩锅内部,如联系图4描述的那样。多个坩锅102包含适于具体构造过程的蒸发材料。在许多实施例中,多个坩锅102中的每一个坩锅包含不同蒸发材料。例如,三个坩锅的每一个可包含铜、铟以及镓的一种,从而提供材料源,该材料源用来高效地共同蒸发CIGS基光电装置的功能吸收层。然而,在一些实施例中,多个坩锅的至少两个包含相同淀积材料。例如,三个坩锅的每一个可包含单种材料系统,该单种材料系统用来淀积用于OLED装置的触点。
一个或更多个坩锅加热器114定位成与多个坩锅102热连通。坩锅加热器114设计和定位成用以升高多个坩锅102的温度,从而多个坩锅102中的每一个坩锅将其相应淀积源材料蒸发到多条传导通道104中的相应一条传导通道中。要求一些坩锅加热器114将蒸发源材料加热到非常高的温度。这样的坩锅加热器可以由石墨、碳化硅、耐火材料、或其它非常高熔点材料形成。坩锅加热器114可以是单个加热器,或者可以是多个加热器。例如,在一个实施例中,多个坩锅加热器中的每一个坩锅加热器是可以个别地控制的,从而多个坩锅加热器中的相应一个加热器与多个坩锅102中的相应一个坩锅热连通。
坩锅加热器114可以是任何类型的加热器。例如,坩锅加热器114可以是电阻加热器,如图1A所示。电阻加热器的一个实施例联系图6A和6B更详细地描述。坩锅加热器114也可以是多种类型的RF感应加热器和/或红外加热器中的一种。在许多实施例中,全部坩锅加热器114都是相同类型的加热器。然而,在一些实施例中,坩锅加热器114的两个或更多个是不同类型的加热器,这些不同类型的加热器具有用来蒸发不同淀积源材料的不同热性能。
各坩锅加热器114或相分离的传导通道加热器定位成与多条传导通道104中的至少一条传导通道热连通,从而多条传导通道104中的每一条传导通道的温度升到淀积源材料(这些淀积源材料通过具体传导通道)的冷凝点以上。联系图7A、7B及7C描述传导通道加热器。本领域的技术人员将认识到,多种类型的加热器可以用来加热多条传导通道104,如电阻加热器、RF感应加热器及/或红外加热器。传导通道加热器可以是单个加热器,或者可以是多个加热器。可以使用多于一种类型的加热器。在一个实施例中,传导通道加热器具有相对于多条传导通道104的另一条,控制多条传导通道104之一的温度的能力。
图1B示出根据本发明的直线淀积源101的立体横截面图,该直线淀积源101包括多个坩锅102,这些坩锅102联接到单条传导通道104′上,并且然后联接到处于直线构造的多个喷嘴106上。直线淀积源101与联系图1A描述的直线淀积源100相似,不同之处在于,本体112仅包括一条传导通道104′。多个坩锅102中的每一个坩锅包含蒸发源材料,该蒸发源材料可以是相同或不同源材料。传导通道104′的输入部联接到多个坩锅102的输出部上。多个喷嘴106延伸过外壳108的密封凸缘110。在图1B中所示的实施例中,源100包括处于直线构造的三个坩锅102,使传导通道104′的输入部联接到三个坩锅102的输出部上。喷嘴106定位在沿传导通道104′的多个位置处。
坩锅加热器114用来升高三个坩锅102的温度,从而坩锅将淀积材料蒸发到传导通道104′中。坩锅加热器114或分离传导通道加热器定位成与传导通道104′热连通,从而传导通道104′的温度升到淀积源材料(这些淀积源材料通过传导通道104′)的冷凝点以上。联系图7A、7B及7C描述传导通道加热器。本领域的技术人员将认识到,多种类型的加热器可以用来加热传导通道104′,如电阻加热器、RF感应加热器及/或红外加热器。
多个喷嘴106中的每一个喷嘴的输入部联接到传导通道104′的输出部上,从而将蒸发淀积材料从多个坩锅102通过传导通道104′运输到多个喷嘴106,从而,从多个喷嘴106射出蒸发淀积材料,以形成淀积通量。
图2A示出联系图1A和1B描述的直线淀积源100和100′的横截面图,这些直线淀积源100和100′具有多个喷嘴106,这些喷嘴106定位成使得它们在向上方向上蒸发淀积材料。本发明的直线淀积源的一个特征是,多个喷嘴106可相对于多个坩锅102按任何取向定位。用于多条传导通道104或用于单条传导通道104′的加热器设计成,无论多个喷嘴106的取向如何,都防止被蒸发的源材料冷凝。
图2B示出根据本发明的直线淀积源150的横截面图,该直线淀积源150具有多个喷嘴106,这些喷嘴106定位成使得它们在向下方向上蒸发淀积材料。图2B的直线淀积源150与联系图2A描述的直线淀积源100和101相似。然而,多个喷嘴106定位成,使它们的出口孔口在多个坩锅102的方向上面向下。
图2C示出根据本发明的直线淀积源152的横截面图,该直线淀积源152具有本体112′,该本体112′包括多个喷嘴106,这些喷嘴106定位在竖向方向上。直线淀积源152与联系图2A描述的直线淀积源100和101相似,不同之处在于,直线淀积源152包括角形接头154,该角形接头154相对于来自密封凸缘110的正常方向改变本体112′的取向。本领域的技术人员将认识到,角形接头154可相对于密封凸缘110的正常方向按任何角度定位本体112′。因而,本发明的直线淀积源的一个特征是,本体112′(该本体112′包括多个喷嘴106)相对于外壳108(该外壳108包括多个坩锅102)可按任何取向定位。用于多条传导通道104(图1)的加热器设计成,无论本体112′的取向如何,都防止被蒸发的源材料冷凝。
图2D示出根据本发明的另一个直线淀积源156的横截面图,该直线淀积源156具有本体112″,该本体112″包括多个喷嘴106,这些喷嘴106定位在竖向方向上。直线淀积源156与联系图2C描述的直线淀积源152相似,不同之处在于,直线淀积源156包括T形接头158,该T形接头158相对于来自密封凸缘110的正常方向改变本体112″的取向。在图2D中所示的实施例中,本体112″在T形接头158的两侧上在竖向方向上延伸。
图3A示出根据本发明的直线淀积源200的立体横截面图,该直线淀积源200包括单个坩锅202,该单个坩锅202联接到多条传导通道204上,并且然后联接到处于直线构造的多个喷嘴206上。直线淀积源200与联系图1和2描述的直线淀积源100相似。然而,直线淀积源200仅包括一个坩锅202。单个坩锅202定位在外壳208中,如联系图1描述的那样。
单个坩锅202可以具有单个腔室,该单个腔室为一种类型的淀积源材料而设计。联接到多条传导通道204上的这样一种坩锅将具有比较高的淀积通量生产量。可选择地,单个坩锅202可以具有多块隔板210,这些隔板210部分地隔离坩锅202的各段,从而,被部分地隔离的段中的每一个段的尺寸设定成用来定位多种淀积源材料中的一种淀积源材料。多种淀积源材料可以是相同材料,或者可以是不同材料。在被部分地隔离的段中的每一个段中使用相同源材料将添加冗余度,并且将增大通量率。在单个坩锅202包括多个被部分地隔离的段的实施例中,多条传导通道204中的每一条传导通道的输入部定位成,靠近多个被部分地隔离的段中的一个段。
加热器212定位成与单个坩锅202热连通。加热器212升高坩锅202的温度,从而坩锅将至少一种淀积材料蒸发到多条传导通道204中,或蒸发到单条传导通道204′(图3B)中。加热器212或第二加热器定位成,与多条传导通道204中的至少一条传导通道或与单条传导通道204′热连通,以便升高多条传导通道204或单条传导通道204′的温度,使得被蒸发的淀积源材料不会冷凝。一些加热器212可以升高多条传导通道204中的至少一条传导通道的温度——相对于多条传导通道204中的另一条传导通道而言。
隔热屏214定位成,靠近坩锅202并且靠近多条传导通道204,以提供坩锅202的和多条传导通道204的至少部分隔热。在一些实施例中,隔热屏214设计和定位成,控制坩锅202的一段相对于坩锅202的另一段的温度。而且,在一些实施例中,隔热屏214设计和定位成,为了提供多条传导通道204中的至少一条传导通道相对于至少一条其它传导通道204的至少部分隔热,从而不同温度可保持在多条传导通道204的至少两条中。在这个实施例中,多条传导通道204的至少两条可用隔热材料屏蔽,它们具有不同的热性能。
多个喷嘴206联接到多条传导通道204上。被蒸发的淀积材料从单个坩锅202通过多条传导通道204运输到多个喷嘴206,在该处,被蒸发的淀积材料从多个喷嘴206射出,以形成淀积通量。
图3B示出根据本发明的直线淀积源200的立体横截面图,该直线淀积源200包括单个坩锅202,该单个坩锅202联接到单条传导通道204′上,并且然后联接到处于直线构造的多个喷嘴206上。直线淀积源200与联系图3A描述的直线淀积源200相似。然而,源201仅包括一条传导通道204′。
本发明的直线源良好适于将一种或更多种不同淀积源材料蒸发到大面积工件上,如腹板基片和刚性面板基片上。源的直线几何形状使它们良好地适于处理宽的并且大面积的工件,如对于光电池使用的腹板基片和刚性面板基片,因为源可以在比较大面积上提供高效和高度可控制的被蒸发的材料。
本发明的直线淀积源的一个特征是,它们比较紧凑。本发明的直线淀积源的另一个特征是,它们对于多个淀积源中的每一个淀积源和对于多条传导通道中的每一条传导通道使用共用加热器和共用隔热材料,这增进了多种设备性能量度,如尺寸、设备成本以及操作成本。
图4示出用于本发明的直线淀积源的坩锅300的立体横截面图,该坩锅300由两种类型的材料形成。坩锅300包括至少一个坩锅,该至少一个坩锅定位在另一个坩锅内部。在图4中所示的实施例中,坩锅300包括内部坩锅302,该内部坩锅302嵌套在外部坩锅304内部。在这种坩锅设计中,两种类型的材料可以用来包含淀积材料,以便增进坩锅的性能。在其它实施例中,至少一个坩锅嵌套在至少两个其它坩锅内部。
例如,在一个实施例中,多个坩锅102(图1A和1B)或坩锅202(图3A和3B)的一个或更多个用内部坩锅302和外部坩锅304建造,该内部坩锅302由热解氮化硼形成,该外部坩锅304由石墨形成。在这个实施例中,由热解氮化硼形成的内部坩锅302包含淀积源材料。热解氮化硼是一种非多孔的、高度惰性的并且格外纯的材料。另外,热解氮化硼具有非常高的熔点、良好的导热性以及优良的热冲击性能。这些性能使热解氮化硼非常良好地适于直接包含大多数蒸发源材料。然而,热解氮化硼特别脆,并因此容易损坏。对于内部坩锅材料,也可以使用氧化物或金属氧化物。外部坩锅304由诸如石墨之类的材料形成,石墨更耐用,便仍然能够高温操作。较耐用材料保护热解氮化硼免于损坏。在另一个实施例中,内部坩锅由石英形成,并且外部坩锅由氧化铝形成。石英内部坩锅和氧化铝外部坩锅的组合具有比较高性能,并且比较便宜。
图5A示出根据本发明的直线淀积源100的一部分的立体俯视图,该图示出三条传导通道104,这三条传导通道104联接到在外壳108中的三个坩锅102上。三条传导通道104中的每一条传导通道的输入部118联接到三个坩锅102的相应一个的输出部上。三条传导通道104设计成,在被蒸发的材料正在通过多条传导通道104运输的同时,来自三个坩锅102中的任一个坩锅的被蒸发的材料没有显著相互混合。在多个淀积过程中,重要的是,基本防止淀积材料的相互混合,以便防止在淀积材料到达被处理的基片的表面之前发生两种或更多种淀积材料的反应。
图5B示出根据本发明的直线淀积源101的一部分的立体俯视图,该图示出单条传导通道104′,该单条传导通道104′联接到在外壳108中的三个坩锅102上。传导通道104′的输入部118联接到三个坩锅102中的每一个坩锅的输出部上,如图1A和1B所示,或者联接到单个坩锅202的输出部上,如图3A和3B所示。
图6A是用于本发明的直线淀积源的电阻坩锅加热器400的一部分的立体图,该图示出坩锅加热器400的内侧和三个侧部,在该处定位坩锅102(图1)。在各个实施例中,坩锅加热器400可以固定在外壳108(图1)中,或者可以可除去地连结到外壳108上。坩锅加热器400在围绕坩锅102的底部和侧部上,包括多个电阻加热元件402。在图6A中所示的实施例中,电阻加热元件402是多个间隔开石墨汇流条402,这些石墨汇流条402是石墨材料的直线带条。支承杆404将各石墨汇流条402结构性地连接在一起,并且也将各汇流条402电气绝缘。电阻加热元件402可以包括曲折型石墨弹簧,这些曲折型石墨弹簧定位在加热元件402的相对两端之间。电线穿过源100的外壳108进给,以将石墨汇流条402连接到电源(未示出)上。石墨汇流条402包括螺钉406,这些螺钉406用来牢固地连结电线。
图6B是多个坩锅加热器400之一的外侧的立体图,这些坩锅加热器400用来加热多个坩锅102(图1)中的每一个坩锅。在图6B中所示的立体图与在图6A中所示的立体图相似,但它示出了坩锅加热器400的全部四个侧部。
图7A是根据本发明的直线淀积源100的侧视图,该图示出传导通道加热器,这些传导通道加热器用来加热多条传导通道。图7B表示杆130的立体图,这些杆包括传导通道加热器。图7C示出根据本发明的直线淀积源100的本体112的立体图,该图示出了将杆130的端部接合到本体112上的接头132。
参照图1A、1B、7A、7B以及7C,杆130定位成,沿传导通道104的长度在本体112的纵向方向上靠近传导通道104。杆130可以由任何类型的耐高温材料形成,如由石墨、碳化硅、耐火材料、或其它非常高熔点材料形成。杆130电气连接到电源(未示出)的输出部上,该电源产生流过杆130的电流,由此升高杆130的温度。杆130可以使用弹簧或导线系统电气连接到电源的输出部上,该弹簧或导线系统保证足够的运动,以允许杆130在正常操作期间的热膨胀。在杆130中由来自电源的电流产生的热量辐射到传导通道104中,由此升高传导通道104的温度,从而穿过多条传导通道104运输的被蒸发的源材料不会冷凝。
图7A也示出了多个接头132,这些接头132将杆130的各个段连结在一起。在一些实施例中,本体112的长度是如此长,从而将杆130的多个段联接在一起更便宜、可靠并且制造更容易。本领域的技术人员将认识到,有多种类型的可以用来将杆130的多个段联接在一起的接头。例如,螺纹接头可以用来将两个杆段联接在一起。接头132提供连续电气连接,该连续电气连接通过杆130的整个长度具有比较恒定的电阻。
图8示出本体112(图1)的框架500,该框架500包括膨胀链接部502。参照图1A、1B、7A以及8,将多条传导通道104从本体112的框架500内部的空间除去,以便观察膨胀链接部502。有时使用膨胀链接部502,因为本体112在正常操作期间经历显著的热膨胀和收缩。杆130和多条传导通道104的热膨胀系数可以与框架500和在本体112中的其它元件的热膨胀系数显著地不同。另外,在框架500与在本体112中的其它元件(如杆130和多条传导通道104)之间可能有显著的温度差。因此,所需的是,框架500相对于在本体112中的其它元件(如多条传导通道104和杆130)自由地膨胀和收缩。
在图8中所示的膨胀链接部500是可用在框架500中的多种类型的膨胀链接部中的一种。在图8中所示的实施例中,膨胀链接部500用销504或其它类型的紧固件连结到框架500的两个段上。当膨胀链接部502膨胀时,链接段506膨胀,由此在框架500中为在本体112中的元件产生空间,这些元件正在按比框架500的膨胀速率快的速率膨胀。可选择地,当在本体112中的元件正在比框架500收缩得快时,链接段506折收,由此减小在框架500中的空间,以与收缩本体112的空间相匹配。
图9A是隔热屏600的立体横截面图,该隔热屏用于多个坩锅102(图1A和1B),并且用于根据本发明的直线淀积源的多条传导通道104。图9B是在图9A中所示的隔热屏600的完整立体图。本领域的技术人员将认识到,隔热屏600可以由多种类型的隔热材料中的任一种制成。例如,在一个实施例中,隔热屏600由碳纤维碳复合材料形成。
图9C示出根据本发明的隔热屏650的一个实施例的角部横截面。只有顶部和一个侧表面表示在图9C中,以更容易地示出在隔热屏650中的各个层。在一些实施例中,隔热屏650包括在顶部和底部表面上和在侧部表面上的外部层652。在各个实施例中,外部层652可以是刚性的、耐用的,并且可以具有比较高水平的防腐蚀性。反射材料可淀积在外部层652的至少一些的外表面上,以增进隔热屏650的热性能。
在一个实施例中,外部层652是碳纤维板。例如,外部层652可以是碳纤维板,该碳纤维板具有在0.02至0.08英寸厚的范围中的厚度。在一些实施例中,碳纤维板覆有传导性材料,如在至少一个表面上的金属碳化物。
隔热屏650在顶部和底部表面上和在侧部表面上也包括多个耐热材料层654。在一些实施例中,耐热材料层654可以是耐热瓦。例如,可以有多于五个、多于十个、或多于20个耐热材料层654定位在隔热屏650的顶部、底部及/或侧部表面上。在一些实施例中,多个耐热材料层654中的至少某一些层具有在0.001英寸至0.020英寸厚的范围中的厚度。在一些实施例中,反射材料可定位在多个耐热材料层654中的至少一个层的至少一个外表面上。
在一些实施例中,耐热材料层654是各种类型的耐火金属箔层之一。而且,在一些实施例中,耐热材料层是石墨材料层。可以使用多种类型的石墨材料层。例如,石墨材料层可以由或任何其它类型的柔性石墨材料形成,该柔性石墨材料由纯的、天然的石墨片制成。良好地适于用作隔热材料,因为它耐热、耐火、耐腐蚀并且能够耐受侵蚀性化学品。
在一些实施例中,隔热屏650包括刚性材料656,该刚性材料656定位在多个耐热材料层654中的一些层之间。刚性材料656典型地比耐热材料层654厚。刚性材料656为隔热屏提供机械强度和腐蚀保护。可以使用多种类型的刚性材料,这些刚性材料可以与在多个耐热材料层654中的至少一个层的外表面上定位的刚性材料相同或不同。例如,刚性材料可以是多种类型的碳纤维板中的一种,如具有碳基体的碳纤维布,该碳纤维布在工业中通常称作CFC或碳/碳。在一个实施例中,碳纤维板具有在0.02和0.08英寸厚的范围中的厚度。在一些实施例中,碳纤维板覆有传导性材料,如在至少一个表面上的金属碳化物。另外,刚性材料可以是一种不用纤维加强的石墨板。
因而,在各个实施例中,刚性材料652、656可定位在耐热材料层654的外和/或内表面上。例如,在一个具体实施例中,隔热屏650包括顶部和底部表面,该顶部和底部表面包括如下层:(1)至少一层刚性材料,覆有耐火陶瓷材料,例如,一层或两层用碳化铌覆盖的碳纤维板或类似材料;(2)多个耐火金属箔和/或石墨层,例如,2-20个耐火金属箔和/或石墨层;(3)至少一层刚性材料,例如,一层或两层碳纤维板;(4)多个耐火金属箔和/或石墨层,例如,2-20个耐火金属箔和/或石墨层;以及(5)至少一层刚性材料,覆有耐火陶瓷材料,例如,一层或两层用碳化铌覆盖的碳纤维板或类似材料。
参照图1A、1B以及9A-9C,隔热屏600的第一段602定位成,靠近多个坩锅102中的每一个坩锅,以便提供对于多个坩锅102中的每一个坩锅的至少部分隔热。隔热屏600的第一段602隔离各个坩锅102,从而如有必要,则在处理期间可保持显著不同的坩锅温度。保持显著不同的坩锅温度对于某些淀积过程是重要的,因为这样多个坩锅102中的每一个坩锅就可以被加热到其对于具体源材料而言最佳的温度。将坩锅102加热到它们对于具体源材料而言最佳的温度减少了不利的加热效应,如淀积材料的喷溅。另外,将坩锅102加热到它们对于具体源材料而言最佳的温度,可显著地降低淀积源的操作成本。
在各个其它实施例中,隔热屏600的第一段602可以包括多个相分离的隔热屏,其中,多个相分离的隔热屏600中的相应一个隔热屏包围多个坩锅102中的相应一个坩锅。多个相分离的隔热屏中的每一个隔热屏可以是相同的隔热屏,或者可以是不同的隔热屏。例如,用来将淀积源材料加热到较高温度的坩锅,可以由具有不同热性能的不同或较厚的隔热材料形成。
隔热屏600的第二段604定位成,靠近多条传导通道104,以便提供多条传导通道104与多个坩锅102之间的至少部分隔热。多条传导通道104中的每一条传导通道可以由一分立隔热屏屏蔽,或者可以使用单个隔热屏。在一些实施例中,隔热屏600的第二段604定位成,为了提供多条传导通道104中的至少一条传导通道相对于至少一条其它传导通道的至少部分隔热。换句话说,可选择隔热屏600的第二段604的设计和定位,以允许相对于多条传导通道104的至少另外一条,在多条传导通道104中的至少一条传导通道中的不同操作温度。在这些实施例中,多条传导通道104的至少两条可用隔热材料屏蔽,它们具有不同的热性能。例如,多条传导通道104的至少两条可以由不同隔热材料、不同隔热厚度及/或对于具体传导通道不同接近程度的隔热材料而屏蔽。
隔热屏600在正常操作期间暴露于非常高的温度。根据本发明的某些隔热屏建造有至少一个表面,该至少一个表面由低发射率材料形成,或者具有低发射率涂层,该低发射率涂层减小热辐射的发射。例如,隔热屏600的内或外表面可覆有低发射率涂层或任何其它类型的涂层,该其它类型的涂层减少热传递。任何这样的涂层通常设计成,在源的操作寿命期间保持恒定发射率。
与外壳108和本体112相比并且与在外壳108和本体112中的元件相比,隔热屏600也按不同的速率膨胀和收缩。在一个实施例中,隔热屏600可动地连结到本体112的外壳108和框架500(图8)这二者中的至少一者上,从而它可在正常操作期间相对于外壳108和框架500中的至少一者而运动。在一些实施例中,膨胀链接部用来允许隔热屏600相对于其它源元件膨胀和收缩。此外,在一些实施例中,隔热屏600包括多层隔热材料,这些隔热材料容许热膨胀和收缩。例如,多个隔热瓦可以用来增大对于热膨胀和收缩的容许度。
图10示出根据本发明的淀积源100的俯视立体图,该图示出在本体112中的多个喷嘴106,这些喷嘴106用来将被蒸发的材料排出到基片或其它工件上。多个喷嘴106中的每一个喷嘴的输入部联接到多条传导通道104的相应一条的输出部上,如联系图5A描述的那样,或者联接到传导通道104′的输出部上,如联系图5B描述的那样。在图5A中所示的实施例中,被蒸发的淀积材料在没有相互混合的情况下,从多个坩锅102通过多条传导通道104运输到多个喷嘴106,在该处,被蒸发的淀积材料从多个喷嘴106排出,以形成淀积通量。
在图10中所示的源100示出七组喷嘴106,其中,每组包括三个喷嘴。本领域的技术人员将认识到,根据本发明的淀积源可以包括任何数量组的喷嘴、和在每组内的任何数量的喷嘴。在各个实施例中,多个喷嘴106的间隔可以是均匀的或不均匀的。本发明的一个方面是,多个喷嘴106可以不均匀地间隔开,以便实现一定过程目标。例如,在一个实施例中,多个喷嘴106的间隔被选择成用以增进淀积通量的均匀性。在这个实施例中,在本体112的边缘附近的喷嘴106的间隔,比如图10所示接近本体112的中心的喷嘴106的间隔更加紧密,以便补偿在本体112的边缘附近的被减小的淀积通量。准确间隔可以被选择成,使得淀积源100产生靠近基片或工件的基本均匀的淀积材料通量。
在一些实施例中,多个喷嘴106的间隔被选择成用以得到很高材料利用率,以便降低淀积源100的操作成本、和增大在维护间隔之间的过程时间和适用性。而且,在一些实施例中,多个喷嘴106的间隔被选择成用以提供来自多个喷嘴106的淀积通量的所需重叠,以便实现各种被蒸发的材料的预定混合。
在一个实施例中,将多个喷嘴106中的至少一个喷嘴相对于传导通道104的顶部表面160的法向角按一定角度定位,以便实现一定过程目标。例如,在一个实施例中,将多个喷嘴106中的至少一个喷嘴相对于传导通道104的顶部表面160的法向角按一定角度定位,该角度被选择成用以提供跨过被处理的基片或工件的表面的均匀淀积通量。而且,在一些实施例中,多个喷嘴106中的至少一个喷嘴相对于传导通道104的顶部表面160的法向角按一定角度定位,该角度被选择成用以提供来自多个喷嘴106的淀积通量的所需重叠,以实现各种被蒸发的材料的预定混合。
图11A示出根据本发明的淀积源100的本体112的横截面图,该图示出一列喷嘴106,这些喷嘴106联接到传导通道104上,该传导通道104具有管子170,这些管子170控制淀积材料到喷嘴106的流动。管子170定位成靠近传导通道104,从而管子170限制供给到喷嘴106的淀积材料的量。管子170至少部分地定位到传导通道104中。可以选择管子170的长度,以实现通过喷嘴106的预定淀积通量。与多个喷嘴106之一相对应的管子170的长度,可以不同于多个喷嘴106的至少另一个相对应的管子的长度。在一些实施例中,在管子170的顶部处的发射率低于在管子170的底部处的发射率,以提供所需的热梯度。
可以选择各喷嘴106中的一些或全部喷嘴的几何形状,以增进均匀性。例如,多个喷嘴106中的至少一个喷嘴可以包括输出孔口,该输出孔口被成形为用以传送不均匀的淀积通量。与多个喷嘴106中的一个喷嘴相对应的管子170的几何形状,可以不同于与多个喷嘴106中的至少另一个喷嘴相对应的管子170的几何形状。
多个喷嘴106的间隔可以是不均匀的,以实现一定过程目标。例如,与在本体112的中心附近的多个喷嘴106的间隔相比,在本体112的边缘附近的多个喷嘴106的间隔可以更为紧密。多个喷嘴106的间隔可以被选择成用以实现从多个喷嘴106排出基本均匀的淀积材料通量。而且,多个喷嘴106的间隔可以被选择成用以增大淀积材料的利用率。而且,多个喷嘴106的间隔可以被选择成用以提供从多个喷嘴106排出的淀积通量的所需重叠。
管子170的尺寸,如管子170的长度和直径,确定从传导通道104供给到对应喷嘴106的淀积材料的量。另外,管子170的定位,如管子170定位在传导通道104中的距离,也确定从传导通道104供给到对应喷嘴106的淀积材料的量。
例如,改变管子170的直径,会改变从喷嘴106发出的淀积通量图案。管子170的长度一般被选择成与管子170的整体流动阻力和设计相匹配。在一些实施例中,进一步透入到传导通道104中的较长管子170,将把较少的被蒸发的淀积材料供给到对应喷嘴106。在各个实施例中,具体管子170的几何形状和位置可以是相同的,或者可以是不同的。在一个实施例中,多根管子170中的至少两根管子可以具有不同的长度和/或不同的几何形状,以便得到通过多根管子170中的每一根管子的具体传导率,这实现一定过程目标。例如,具有不同尺寸的管子170可以用来补偿在源100中从密封凸缘110附近的本体112到本体112的端部的压差。
因而,本发明的淀积源100的一个特征是,可以选择管子170的几何形状和定位,以精确地控制供给到多个喷嘴106中的每一个喷嘴的被蒸发的源材料的量,而不改变从多个喷嘴106发出的被蒸发的材料的分布。例如,具体管子170的几何形状和位置可以被选择成用以实现一定过程目标,如来自具体喷嘴或来自多个喷嘴106的预定淀积通量。
在一些实施例中,多个喷嘴106中的至少一个喷嘴在传导通道104的顶部表面上方延伸,以便防止在一段时间之后发生蒸汽冷凝和材料积累。喷嘴也可被定位成用以实现所需的淀积通量分布图案。各个喷嘴加热器可被定位成靠近多个喷嘴106中的一个或更多个喷嘴,以控制从喷嘴106发出的被蒸发的材料的温度,而防止冷凝和材料积累。在其它实施例中,多个喷嘴106中的至少一个喷嘴定位在多条传导通道104的顶部表面160的下面,以便传导来自加热器和多条传导通道104的热量的所需量,并且/或者实现所需的淀积通量分布图案。
图11B示出根据本发明的淀积源100的多条传导通道104的横截面图,该图示出一排喷嘴106,这些喷嘴106联接到多条传导通道104上,这些传导通道104具有管子170,这些管子170控制淀积材料到喷嘴104的流动。图11B表示具有管子的三条传导通道。在各个实施例中,管子可以具有不同长度,如图11B所示。本发明的一个方面是,喷嘴106由传导通道加热器(在图7A-C中的杆130)并且由相关的传导通道104加热。
图12示出喷嘴106的立体图,该喷嘴106包括多个喷嘴中的一个喷嘴,所述多个喷嘴用于根据本发明的直线淀积源100和101。在一些实施例中,喷嘴106包括锥形外表面和/或锥形内表面,以提供用于被蒸发的材料的所需热梯度。喷嘴106设计成使得它能够提供要求的热传导,以防止被蒸发的源材料冷凝。
多个喷嘴106中的至少一个喷嘴可以由一定材料形成,并且可以包括一定涂层,以增进性能。例如,喷嘴106可以由具有一种导热率的材料形成,该材料导致基本均匀的操作温度,这减少来自喷嘴的淀积材料的喷溅。例如,喷嘴106可以由石墨、碳化硅、耐火材料、或其它非常高熔点材料形成。在一些实施例中,将喷嘴106设计成用以减小由通过喷嘴106的材料经历的热梯度。另外,可将喷嘴106设计成,使整个辐射损失最小。喷嘴106可在至少一个外表面上包括低发射率涂层。
喷嘴106包括孔口180,该孔口180用来使来自相关的传导通道104的被蒸发的源材料通过。多个喷嘴中的至少一个喷嘴的输出孔口180可以相对于传导通道104的顶部表面的法向角按一定角度定位,如联系图10描述的那样。在一些实施例中,孔口180的表面具有低发射率涂层,该低发射率涂层降低热发射,由此减少在喷嘴106中的任何冷凝。
孔口180设计成用以排出被蒸发的材料的所需的羽流。在图12的喷嘴106中示出了大致圆形的孔口180。然而,应该理解,在喷嘴106中可以使用多种孔口形状的任一种形状,以实现所需的工艺目标。例如,孔口180可以是圆形、椭圆形、矩形、正方形、或呈缝隙状。另外,所示的孔口180的出口具有圆形形状。然而,应该理解,孔口180可以使用多种出口形状的任一种,以实现所需的工艺目标。例如,出口形状可以是倒角、切成的圆角或是sumo样式(即,反向斜度(reverse draft)或其它类型的节流喷嘴形状)。
在一些实施例中,多个喷嘴106中的至少一个喷嘴具有孔口180,该孔口180成形为用以传送不均匀的淀积通量。在这些实施例中,多个孔口180的至少一些可以成形为用以传送不均匀的淀积通量,该不均匀淀积通量组合以形成所需的淀积通量图案。例如,所需的组合淀积通量图案在预定面积上可以是均匀淀积通量图案。
在操作中,一种从多个淀积源产生淀积通量的方法包括:加热多个坩锅102,这些坩锅102中的每一个坩锅包含淀积源材料,从而多个坩锅102中的每一个坩锅对淀积材料加以蒸发。方法可以包括独立地控制相分立的坩锅加热器,以实现用于每种淀积源材料的不同坩锅温度。方法也可以包括屏蔽多个坩锅102中的每一个坩锅,从而不同温度可保持在具体坩锅中。
来自多个坩锅102中的每一个坩锅的淀积材料通过在本体112中的传导通道104′运输。在包括多条传导通道104的实施例中,来自多个坩锅102中的每一个坩锅的淀积材料通过在本体112中的相应传导通道104运输,而不将从多个坩锅102中的任何一个坩锅蒸发的淀积材料相互混合。将传导通道104加热,使得被蒸发的淀积材料在从喷嘴106发出之前不冷凝。可以将各传导通道104分别地加热,从而对于多条传导通道104的至少两条实现不同的温度。多条传导通道104中的每一条传导通道可被屏蔽,使得不同温度可保持在不同传导通道104中。多种方法包括:在多个坩锅102附近和在多条传导通道104附近,提供用于加热器和隔热材料的可运动元件和热膨胀的空间。
蒸发的淀积材料从传导通道104′或从多条传导通道104中的每一条传导通道运输到多个喷嘴106中的相应喷嘴。在各个实施例中,蒸发的淀积材料从传导通道104′或从多条传导通道104中的每一条传导通道,通过多根管子170的相应一根或其它结构,运输到多个喷嘴106的相应喷嘴,这些其它结构控制淀积材料的流动。
在本发明的方法的各个实施例中,通过使用相对于传导通道104具有管子进口的变化长度、几何形状及/或位置的管子,控制通过多个喷嘴106的淀积材料的流动。相对于传导通道104的管子进口的长度、几何形状及/或位置被选择为用以实现一定过程目标,如均匀淀积通量和/或高淀积材料利用率。
多个喷嘴106然后传送被蒸发的淀积材料,由此形成淀积通量。方法可以包括选择多个喷嘴106的间隔,以实现一定过程目标,如来自多个喷嘴106的均匀淀积通量和/或高淀积材料利用率。
等效物
尽管联系各个实施例描述了本申请人的发明,但本申请人的发明不打算限于这样的实施例。相反,本申请人的发明包括其中可以形成的各种选择例、修改以及等效物,如由本领域的技术人员将认识到的那样,而不脱离发明的精神和范围。
Claims (45)
1.一种淀积源,该淀积源包括:
a)坩锅,所述坩锅用来包含淀积材料;
b)本体,所述本体包括传导通道,所述传导通道的输入部联接到所述坩锅的输出部上;
c)加热器,所述加热器定位成与所述坩锅以及所述传导通道热连通,所述加热器加热所述坩锅,使得所述坩锅将所述淀积材料蒸发到所述传导通道中;
d)隔热屏,所述隔热屏在所述加热器和所述本体中的至少一者周围定位,所述隔热屏包括多个耐热材料层;以及
e)多个喷嘴,所述多个喷嘴中的每一个喷嘴的输入部联接到所述传导通道的输出部上,使得被蒸发的淀积材料从所述坩锅通过所述传导通道运输到所述多个喷嘴,从而,被蒸发的淀积材料从所述多个喷嘴排出,以形成淀积通量。
2.根据权利要求1所述的淀积源,其中,所述隔热屏还包括刚性材料,该刚性材料定位在所述多个耐热材料层中的至少一个耐热材料层的表面上。
3.根据权利要求2所述的淀积源,其中,所述刚性材料提供腐蚀防护。
4.根据权利要求2所述的淀积源,其中,所述刚性材料包括碳纤维板。
5.根据权利要求4所述的淀积源,其中,所述碳纤维板在至少一个表面上覆有金属碳化物。
6.根据权利要求4所述的淀积源,其中,所述碳纤维板具有在0.02和0.08英寸厚的范围中的厚度。
7.根据权利要求2所述的淀积源,其中,所述刚性材料定位在所述多个耐热材料层中的至少一个耐热材料层的外表面上。
8.根据权利要求2所述的淀积源,其中,所述刚性材料定位在所述多个耐热材料层中的两个耐热材料层之间。
9.根据权利要求1所述的淀积源,还包括反射材料,该反射材料定位在所述隔热屏的至少一个外表面上。
10.根据权利要求1所述的淀积源,其中,所述隔热屏还包括第一刚性材料和第二刚性材料,该第一刚性材料定位在所述多个耐热材料层的顶部表面上,该第二刚性材料定位在所述多个耐热材料层的底部表面上。
11.根据权利要求10所述的淀积源,其中,所述第一刚性材料和第二刚性材料中的至少一者包括碳纤维板。
12.根据权利要求10所述的淀积源,其中,所述第一刚性材料和第二刚性材料的至少一个外表面覆有金属碳化物。
13.根据权利要求1所述的淀积源,其中,所述多个耐热材料层中的至少一些耐热材料层具有在0.001英寸和0.020英寸厚的范围中的厚度。
14.根据权利要求1所述的淀积源,其中,所述多个耐热材料层包括多于5个石墨材料层。
15.根据权利要求1所述的淀积源,其中,所述多个耐热材料层包括多于10个石墨材料层。
16.根据权利要求1所述的淀积源,其中,所述耐热材料层包括至少一个耐火金属箔。
17.根据权利要求1所述的淀积源,其中,所述耐热材料层包括至少一个石墨材料层。
18.根据权利要求1所述的淀积源,其中,所述多个喷嘴中的至少两个喷嘴包括管子,所述管子限制供给到其对应喷嘴的材料的量,与所述多个喷嘴中的一个喷嘴相对应的管子的长度,不同于与所述多个喷嘴中的至少另一个喷嘴相对应的管子的长度。
19.一种淀积源,所述淀积源包括:
a)坩锅,所述坩锅用来包含淀积材料;
b)本体,所述本体包括多条传导通道,所述多条传导通道的输入部联接到所述坩锅的输出部上;
c)加热器,所述加热器定位成与所述坩锅以及所述多条传导通道热连通,所述加热器加热所述坩锅,使得所述坩锅将所述淀积材料蒸发到所述多条传导通道中;
d)隔热屏,所述隔热屏在所述加热器和所述本体中的至少一者周围定位,所述隔热屏包括多个耐热材料层;以及
e)多个喷嘴,所述多个喷嘴中的每一个喷嘴的输入部联接到所述多条传导通道中的一条传导通道的输出部上,使得被蒸发的淀积材料从所述坩锅通过所述多条传导通道运输到所述多个喷嘴,从而,被蒸发的淀积材料从所述多个喷嘴排出,以形成淀积通量。
20.根据权利要求19所述的淀积源,其中,在所述加热器和所述本体周围定位的所述隔热屏,具有靠近所述多条传导通道中的一条传导通道的多个耐热材料层,这些耐热材料层与靠近所述多条传导通道中的另一条传导通道定位的多个耐热材料层不同。
21.根据权利要求19所述的淀积源,其中,所述隔热屏还包括刚性材料,该刚性材料定位在所述多个耐热材料层中的至少一个耐热材料层的表面上。
22.根据权利要求21所述的淀积源,其中,所述刚性材料包括碳纤维板。
23.根据权利要求22所述的淀积源,其中,所述碳纤维板在至少一个表面上覆有金属碳化物。
24.根据权利要求21所述的淀积源,其中,所述刚性材料定位在所述多个耐热材料层中的至少一个耐热材料层的外表面上。
25.根据权利要求21所述的淀积源,其中,所述刚性材料定位在所述多个耐热材料层中的两个耐热材料层之间。
26.根据权利要求19所述的淀积源,还包括反射材料,该反射材料定位在所述隔热屏的至少一个外表面上。
27.根据权利要求19所述的淀积源,其中,所述隔热屏还包括第一刚性材料和第二刚性材料,该第一刚性材料定位在所述多个耐热材料层的顶部表面上,该第二刚性材料定位在所述多个耐热材料层的底部表面上。
28.根据权利要求19所述的淀积源,其中,所述多个喷嘴中的至少两个喷嘴包括管子,所述管子限制供给到其对应喷嘴的材料的量,与所述多个喷嘴中的一个喷嘴相对应的管子的长度,不同于与所述多个喷嘴中的至少另一个喷嘴相对应的管子的长度。
29.根据权利要求19所述的淀积源,其中,所述耐热材料层包括至少一个耐火金属箔。
30.根据权利要求19所述的淀积源,其中,所述耐热材料层包括至少一个石墨材料层。
31.一种淀积源,所述淀积源包括:
a)多个坩锅,所述多个坩锅用来包含淀积材料;
b)本体,所述本体包括多条传导通道,所述多条传导通道中的每一条传导通道的输入部联接到所述多个坩锅中的相应一个坩锅的输出部上;
c)加热器,所述加热器定位成与所述多个坩锅以及所述多条传导通道热连通,所述加热器加热所述多个坩锅,使得所述多个坩锅中的每一个坩锅将所述淀积材料蒸发到所述多条传导通道中;
d)隔热屏,所述隔热屏在所述加热器和所述本体中的至少一者周围定位,所述隔热屏包括多个耐热材料层;以及
e)多个喷嘴,所述多个喷嘴中的每一个喷嘴的输入部联接到所述多条传导通道中的一条传导通道的输出部上,被蒸发的淀积材料从所述多个坩锅通过所述多条传导通道运输到所述多个喷嘴,从而,被蒸发的淀积材料从所述多个喷嘴排出,以形成淀积通量。
32.根据权利要求31所述的淀积源,其中,在所述加热器和所述本体周围定位的所述隔热屏,具有靠近所述多个坩锅中的一个坩锅的多个耐热材料层,这些耐热材料层与靠近所述多个坩锅中的另一个坩锅定位的多个耐热材料层不同。
33.根据权利要求31所述的淀积源,其中,所述隔热屏还包括刚性材料,该刚性材料定位在所述多个耐热材料层中的至少一个耐热材料层的表面上。
34.根据权利要求33所述的淀积源,其中,所述刚性材料包括碳纤维板。
35.根据权利要求34所述的淀积源,其中,所述碳纤维板在至少一个表面上覆有金属碳化物。
36.根据权利要求33所述的淀积源,其中,所述刚性材料定位在所述多个耐热材料层中的至少一个耐热材料层的外表面上。
37.根据权利要求33所述的淀积源,其中,所述刚性材料定位在所述多个耐热材料层中的两个耐热材料层之间。
38.根据权利要求31所述的淀积源,还包括反射材料,该反射材料定位在所述隔热屏的至少一个外表面上。
39.根据权利要求31所述的淀积源,其中,所述隔热屏还包括第一刚性材料和第二刚性材料,该第一刚性材料定位在所述多个耐热材料层的顶部表面上,该第二刚性材料定位在所述多个耐热材料层的底部表面上。
40.根据权利要求31所述的淀积源,其中,所述多个喷嘴中的至少两个喷嘴包括管子,所述管子限制供给到其对应喷嘴的材料的量,与所述多个喷嘴中的一个喷嘴相对应的管子的长度,不同于与所述多个喷嘴中的至少另一个喷嘴相对应的管子的长度。
41.根据权利要求31所述的淀积源,其中,所述多个坩锅中的至少一些坩锅包括定位在外部坩锅内的内部坩锅。
42.根据权利要求31所述的淀积源,其中,所述多个坩锅包括第一坩锅、第二坩锅以及第三坩锅,该第一坩锅包含Cu,该第二坩锅包含In,该第三坩锅包含Ga。
43.根据权利要求31所述的淀积源,其中,所述加热器包括多个可个别地控制的加热器,其中,所述多个加热器中的相应一个加热器与所述多个坩锅中的相应一个坩锅热连通。
44.根据权利要求31所述的淀积源,其中,所述耐热材料层包括至少一个耐火金属箔。
45.根据权利要求31所述的淀积源,其中,所述耐热材料层包括至少一个石墨材料层。
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