CN111485201B - 一种真空蒸镀设备的蒸发源 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种真空蒸镀设备的蒸发源，一种真空蒸镀设备的蒸发源，包括坩埚和加热部，所述加热部均匀设置在所述坩埚的外周；所述蒸发源的侧上方设置有坩埚，坩埚底部设置有小孔；所述坩埚底部的小孔与所述蒸发部之间设置有引流束；所述引流束的一端设置在所述蒸发部，所述引流束的另一端穿过坩埚底部的小孔伸入至坩埚内。本发明由于蒸发原料以液体状态沿着引流束逐步输运，在到达蒸发部时迅速蒸发，减少了同时加热蒸发全部原料导致的成分偏差。同时,该蒸发源对蒸发原料的形状要求低，不需要制备成粉末、丝状等特殊形状，降低了原料成本。
Description
技术领域
本发明属于真空沉积技术领域，具体涉及一种真空蒸镀设备的蒸发源。
背景技术
真空蒸镀，简称蒸镀，是指在真空条件下，采用一定的加热蒸发方式蒸发镀膜材料（或称膜料）并使之气化，粒子飞至基片表面凝聚成膜的工艺方法。蒸镀是使用较早、用途较广泛的气相沉积技术，具有成膜方法简单、薄膜纯度和致密性高、膜结构和性能独特等优点。
真空蒸发是真空蒸镀、纳米材料制备等工艺的关键技术，而蒸发源则是真空蒸发设备中的核心部件。蒸发原料在蒸发源中被加热，在真空环境中产生蒸发。
在采用合金作为蒸发原料时，由于合金中各组分的蒸发速率通常不同，与原料成分相比，最终制备的材料在成分比例上将出现明显偏差。这种成分偏差难以通过调整工艺参数、改变原料配比等方法加以精确控制，使得工艺一致性和可重复性差。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种能有效减小合金蒸发材料在蒸发过程中发生成分比例的偏差。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种真空蒸镀设备的蒸发源，包括坩埚和加热部，所述加热部均匀设置在所述坩埚的外周；
所述蒸发源的侧上方设置有坩埚，坩埚底部设置有小孔；
所述坩埚底部的小孔与所述蒸发部之间设置有引流束；
所述引流束的一端设置在所述蒸发部，所述引流束的另一端穿过坩埚底部的小孔伸入至坩埚内。
优选的，所述坩埚为空心的圆柱体、圆台或圆锥体。
进一步优选的，所述坩埚是耐热温度不低于1000℃的坩埚。
优选的，所述加热部是均匀环绕在坩埚外围的电热丝。
其中，所述引流束伸入所述坩埚的一端被折弯与盛放于坩埚中的蒸镀原料接触。
优选的，所述引流束由多股金属丝编织成一束，所述金属丝是熔化温度不低于1200℃的金属丝。
进一步优选的，所述金属丝不少于3股，所述金属丝的直径小于1mm。
其中，所述蒸发部还设置有加热装置，加热方式可以是电阻加热、高频加热、激光、电子束等方式之一；所述加热部和所述蒸发部还分别设置有温度调节机构。
优选的，所述蒸发部的加热温度设置高于所述加热部的加热温度。
进一步优选的，所述蒸发部是根据所述蒸发源的形状设置为能安放在所述蒸发源内部与所述蒸发源形状相适应的材质为钨、钽、钼或钨、钽、钼金属中至少两种金属的合金体。
本发明由于设置了引流束，并且对蒸发部进行温度控制，因此，与现有技术相比，本发明的有益效果在于，蒸发原料以液体状态沿着引流束逐步输运，在到达蒸发部时迅速蒸发，减少了同时加热蒸发全部原料导致的成分偏差；蒸发源对蒸发原料的形状要求低，不需要制备成粉末、丝状等特殊形状，降低了原料成本。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图中：1-坩埚；2-加热部；3-蒸发部；4-引流束；5-蒸发原料。
具体实施方式
以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。 应理解这些实施例是用于说明本发明而不是限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
如图1所示，本发明真空蒸镀设备的蒸发源，包括：坩埚1、加热部2、蒸发部3、以及引流束4。
其中，坩埚1为一端开口的空心圆台，上述坩埚1内盛放有蒸发原料5；优选的，上述坩埚1的形状也可以是圆柱、圆锥等；上述坩埚1的耐热温度不低于1000℃。
加热部2为电阻丝，该电阻丝均匀包围设置在上述坩埚1的外周，同时支撑上述坩埚1；
上述坩埚1开口的下方设置有蒸发部3；蒸发部3是材质为钨、钽、钼或钨、钽、钼金属中至少两种的合金；蒸发部3根据蒸发源的形状设置为能安放在蒸发源的内部与上述蒸发源相适应的形状，优选的是长方体、椭球体等；蒸发部3还设置有加热装置，加热方式可以是电阻加热、高频加热、激光、电子束等方式之一；
在上述坩埚1的开口一端与上述蒸发部3之间设置有导流束4；上述导流束4的一端与上述蒸发部3固定连接，另一端伸入上述坩埚1的蒸发原料5中；引流束4伸入坩埚1的部位端部被折弯，以使得所述引流束4不能从坩埚1底部的小孔11中全部脱出。
上述引流束4由多股金属丝编织成一束组成，上述金属丝的熔化温度不低于1200℃；引流束4由多根金属丝组成，金属丝之间互相缠绕绞合；优选的，金属丝数量不少于3根，金属丝直径小于1mm；
优选的，上述加热部2和上述蒸发部3还分别设置温度调节机构，上述的温度调节机构是功率调剂装置。
本发明在工作过程中，在加热部2的加热下，坩埚1内的蒸发原料5熔化。液态的蒸发原料5在表面张力及重力的作用下，从小孔11中流出并沿导流束4输运，当蒸发原料5接触到已加热至高温的蒸发部3时，蒸发原料5迅速蒸发。由于与蒸发部3接触到的蒸发原料5的量很少，这一蒸发过程极短，蒸发原料5中的各组分可近似认为同时完成了蒸发。并且蒸发原料5在蒸发部3上的蒸发进一步促进了蒸发原料5在导流束4上的输运，使得蒸发过程连续无间断。
物质的蒸发速率与温度正相关，由于蒸发部3的温度显著高于加热部2，大部分蒸发原料5的蒸发发生在蒸发部3上。这样可降低由于蒸发原料5在坩埚1中的蒸发导致的成分偏差的影响。
最后应当说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制。尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (9)
1.一种真空蒸镀设备的蒸发源，包括坩埚和加热部，其特征在于：所述加热部均匀设置在所述坩埚的外周；所述蒸发源的侧上方设置有坩埚，坩埚底部设置有小孔；所述坩埚底部的小孔与所述蒸发部之间设置有引流束；所述引流束的一端设置在所述蒸发部，所述引流束的另一端穿过坩埚底部的小孔伸入至坩埚内；
所述引流束由多股金属丝编织成一束，所述金属丝是熔化温度不低于1200℃的金属丝；
所述蒸发部还设置有加热装置；所述蒸发部是根据所述蒸发源的形状设置为能安放在所述蒸发源内部与所述蒸发源形状相适应。
2.根据权利要求1所述的一种真空蒸镀设备的蒸发源，其特征在于：所述坩埚为空心的圆柱体、圆台或圆锥体。
3.根据权利要求1或2所述的一种真空蒸镀设备的蒸发源，其特征在于：所述坩埚是耐热温度不低于1000℃的坩埚。
4.根据权利要求1所述的一种真空蒸镀设备的蒸发源，其特征在于：所述加热部是均匀环绕在坩埚外围的电热丝。
5.根据权利要求1所述的一种真空蒸镀设备的蒸发源，其特征在于：所述引流束伸入所述坩埚的一端被折弯与盛放于坩埚中的蒸镀原料接触。
6.根据权利要求1所述的一种真空蒸镀设备的蒸发源，其特征在于：所述金属丝不少于3股，所述金属丝的直径小于1mm。
7.根据权利要求1所述的一种真空蒸镀设备的蒸发源，其特征在于：所述加热装置的加热方式可以是电阻加热、高频加热、激光、电子束方式之一；所述加热部和所述蒸发部还分别设置有温度调节机构。
8.根据权利要求7所述的一种真空蒸镀设备的蒸发源，其特征在于：所述蒸发部的加热温度设置高于所述加热部的加热温度。
9.根据权利要求1所述的一种真空蒸镀设备的蒸发源，其特征在于：所述蒸发部的材质为钨、钽、钼或钨、钽、钼金属中至少两种金属的合金体。
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