CN113493900A - 一种双温区蒸发源 - Google Patents

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张祥
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Abstract

本发明提供了一种双温区蒸发源，用于解决现有技术中由于温度均匀性差，导致镀膜质量差、原料利用率低、能耗高的技术问题，包括坩埚、加热组件和支撑筒，坩埚内盛有待蒸发原料，支撑筒支撑坩埚和加热件，支撑筒设置开口；加热组件设置有两个加热件，可以使整个温场的温度较为一致，提高了原料使用效率，降低能耗，有效太高了镀膜质量。

Description

一种双温区蒸发源
技术领域
本发明涉及真空镀膜工艺，特别涉及一种双温区蒸发源。
背景技术
现有技术中，真空镀膜技术在金属镀膜、非金属单原子镀膜等领域广泛应用。真空蒸发镀膜一般是指加热镀膜材料使其表面组分以原子团或离子形式被蒸发出来，并且沉降在需要镀膜的材料表面，通过成膜过程形成薄膜。真空镀膜机通常采用电阻蒸发源来进行低温镀膜，镀膜材料放置于坩埚内，通过对加热件通电加热，温度升至镀膜材料沸点后，镀膜材料开始逐渐蒸发。实际应用中，对于蒸镀温度的要求较高、对于温度的均匀性也有较高的要求。
因此，开发一种温度控制精度号，温度均匀性佳的蒸发源显得很有必要。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明中披露了一种双温区蒸发源，本发明的技术方案是这样实施的：一种双温区蒸发源，包括：坩埚、加热组件和支撑筒，所述坩埚内盛有待蒸发原料，所述支撑桶支撑所述坩埚和所述加热件，所述支撑筒设置开口，其特征在于加热组件设置有以上加热件。
优选地，所述支撑筒的材料为不锈钢。
优选地，还包括隔热层，所述隔热层设置于所述加热件和所述支撑筒之间，所述隔热层的数量设置为3-5层。
优选地，所述隔热层的材料为高熔点金属，包括但不限于钽或钼，钨。
优选地，所述支撑筒可配备冷却屏蔽装置，所述冷却屏蔽装置设置为所述支撑筒的水冷夹层装置。
优选地，还包括测温装置，所述测温装置为红外测温仪或热电偶。
实施本发明的技术方案可解决现有技术中镀膜技术镀膜质量差、原料利用率低、能耗高的技术问题；实施本发明的技术方案，通过不同温区的独立控制加热，提高了温度的均匀性，使得各区域的原料利用率较为一致，提高了镀膜效率，同时降低了能耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一种实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一种具体实施方式的蒸发源结构示意图。
在上述附图中，各图号标记分别表示：1-坩埚；21-加热件一；22-加热件二；3-支撑筒；4-电极；5-冷却屏蔽装置；51-冷取水进水管；52-冷却水出水管；6-法兰；7-热屏蔽层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
在本发明的一种具体实施方式中，如图1所示，一种双温区蒸发源，包括：坩埚1、加热件一21、加热件二22、支撑筒3、电极4、冷却屏蔽装置5、冷取水进水管51、冷却水出水管52、法兰6、热屏蔽层7其中，坩埚1内盛有待蒸发原料，支撑筒3支撑坩埚1、加热件一21、加热件二22；加热件一21、加热件二22为高温金属材料，与电极4接通；电极4连接负高压电源；冷取水进水管51、冷却水出水管52穿过法兰6连接支撑筒3内的冷却屏蔽装置5。
坩埚1外圈设置加热件一21、加热件二22，坩埚1内放置蒸发原料。加热件一21设置无坩埚1上部，加热件二22设置坩埚下部，加热件一21、加热件二22两端分别接通两个电极4，两个电极4位于加热件二22下方，设置方向与支撑筒3壁平行。支撑筒3中，电极4间距不得过小，避免电极4距离过近时，因电极4上接通电源过高，电极4间高真空被电流击穿而导致的电热丝短路或电子逸出造成的能量损失，提高装置的加热效率和可靠性。电极4采用含钽、钼、钨等耐高温超合金材料。电极4下方连接电馈通，电馈通一端电极4相连，另一端与蒸发源外部供电设备相连，用以传输电信号。
加热件一21、加热件二22可以采用钨合金丝，金属钨的含量设置为40-90％，根据蒸发源需要达到的温度选择，钨合金丝的发热效率高，可以快速提高坩埚温度，并且钨合金丝本身的熔点超过3600℃，在2400℃以上的超高温环境下，钨合金丝依然可以保持较高强度，避免因电热丝在高温下融化变形导致的加热效率变低或电热丝损坏，提高装置可靠性，延长装置寿命。在高温高电压情况下，相比于其他材料，钨合金材料更容易逸出电子，提高电子束轰击坩埚1的强度，有效提高加热效率。
如图1所示，热屏蔽层7的材料为高熔点金属，包括但不限于钽或钼，钨。灯丝附近的温度可以达到2400℃以上，使用耐高温金属材料可以使热屏蔽层7具有较好热屏蔽效果，并且在高温下可以保持较高强度，提高蒸发源的稳定性和可靠性。热屏蔽层7还可以用以降低支撑筒3的温度，延长支撑筒3的寿命，提高蒸发源的可靠性。
如图1所示，支撑筒3可配备冷却屏蔽装置5，冷却屏蔽装置5设置为支撑筒3的水冷夹层装置。冷却屏蔽装置5可以将支撑筒3的温度降低到较低范围，起到保护支撑筒的作用。冷却屏蔽装置5使用循环水，冷却屏蔽装置5的水冷机等设备设置于蒸发源外部。冷却屏蔽装置5水冷装置的循环压力量可调节，若循环水压力过大，可能造成支撑筒3局部区域向真空环境漏水；若循环水压力过小，冷却屏蔽装置5提供的制冷量不足，支撑筒3可能因受热变形或损坏，因此控制系统需要根据支撑筒3内侧温度、环境温度和法兰6的温度等数据综合计算出循环水压力，通过循环水压力将支撑筒3底部温度降低到合适范围。
如图1所示，一种双温区蒸发源，还包括测温装置，测温装置为红外测温仪或热电偶。可以在坩埚1或蒸发材料上方设置测温装置，控制系统根据测温装置测得的坩埚或蒸发材料温度调节加热效率，用以控制蒸发源的蒸发速率。支撑筒3底部可以设置测温装置，控制系统根据支撑筒3的温度调节冷却屏蔽装置5提供的制冷量。
需要指出的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种双温区蒸发源，包括：坩埚、加热组件和支撑筒，所述坩埚内盛有待蒸发原料，所述支撑桶支撑所述坩埚和所述加热件，所述支撑筒设置开口，其特征在于加热组件设置有两个加热件。
2.根据权利要求1所述的一种双温区蒸发源，其特征在于，所述支撑筒的材料为不锈钢。
3.根据权利要求2所述的一种双温区蒸发源，其特征在于，还包括隔热层，所述隔热层设置于所述加热件和所述支撑筒之间，所述隔热层的数量设置为3-5层。
4.根据权利要求3所述的一种双温区蒸发源，其特征在于，所述隔热层的材料为高熔点金属，包括但不限于钽或钼，钨。
5.根据权利要求4所述的一种双温区蒸发源，其特征在于，所述支撑筒可配备冷却屏蔽装置，所述冷却屏蔽装置设置为所述支撑筒的水冷夹层装置。
6.根据权利要求5所述的一种双温区蒸发源，其特征在于，还包括测温装置，所述测温装置为红外测温仪或热电偶。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110938801A (zh) * 2019-12-13 2020-03-31 山东国晶新材料有限公司 一种用于蒸镀设备上的金属点源及其应用

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