CN116157548A - 用于在真空腔室中涂覆基板的蒸发源、气相沉积设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本案描述了一种用于在基板(10)上沉积蒸发的材料的蒸发源(100)。蒸发源(100)包括:用于蒸发材料的蒸发坩埚(30);具有多个喷嘴(21)的蒸气分配器(20),用于将蒸发的材料引导朝向基板;蒸气导管(40)在导管长度方向(A)上从蒸发坩埚延伸到蒸气分配器,并提供蒸发坩埚与蒸气分配器之间的流体连接,其中多个喷嘴中的至少一个喷嘴具有延伸于所述导管长度方向(A)上,或基本上平行于所述导管长度方向(A)的喷嘴轴线;以及在蒸气导管中的挡板布置(50)。进一步描述了包括这种蒸发源(100)的气相沉积设备(200),以及在真空腔室中涂覆基板的方法。
Description
技术领域
本案的实施方式涉及通过在真空腔室中的热蒸发进行的基板涂覆。本案的实施方式特别涉及在卷对卷沉积系统中通过蒸发将一或多个涂层条带沉积在柔性网状基板上,例如在柔性金属箔上。尤其,实施方式涉及在柔性箔上的锂沉积,例如用于制造锂电池。具体而言,实施方式涉及了一种用于在基板上沉积蒸发的材料的蒸发源、具有蒸发源的气相沉积设备、以及用于在真空腔室中涂覆基板的方法。
背景技术
在基板上沉积涂层的各种技术是已知的,例如化学气相沉积(CVD)和物理气相沉积(PVD)。为了以高沉积速率沉积,可以使用热蒸发:在蒸发源中加热材料以产生蒸气,所述蒸气被引导至基板以在基板上形成涂层。
在蒸发源中,待沉积的材料通常在蒸发坩埚中加热以在升高的蒸气压下产生蒸气。可以将蒸气从蒸发坩埚引导至包括多个喷嘴的加热蒸气分配器。蒸气可以由多个喷嘴引导到基板上,例如,在真空腔室中。
基板可以是柔性基板,例如箔或网状基板。网状基板可在具有弯曲鼓轮表面的可旋转涂覆鼓轮上引导并由所述可旋转涂覆鼓轮支撑。具体而言,蒸气可沉积在网状基板上,同时网状基板在可旋转鼓轮的弯曲鼓轮表面上移动经过蒸发源。因此,蒸发源的多个喷嘴可以朝向用作基板支撑件的弯曲鼓轮表面。用于涂覆在可旋转涂覆鼓轮上引导的网状基板的气相沉积系统,在本案中也称为卷对卷(R2R)沉积系统。
通常,可旋转涂覆鼓轮外围的可用空间是有限的,因此紧凑的蒸发源在R2R沉积系统中是有利的。如果基板在沉积过程中以给定的速度移动经过蒸发源,例如在旋转鼓轮上移动,则需要精确调节沉积速率以在基板上沉积具有预定厚度的均匀涂层。例如,如果沉积速率无意中增加,例如由于蒸发源中的温度或压力的变化,涂层厚度也可能增加。此外,如果基板上单位面积的沉积速率局部增加到高于允许的阈值,则存在由于过度的热负荷而损坏柔性基板的风险。然而,精确控制沉积速率具有挑战性,特别是如果蒸发源是布置在可旋转涂覆鼓轮外围的小型紧凑的源。
因此,提供蒸发源,特别是用于R2R沉积系统的蒸发源,以及确保预定沉积速率并提供降低的基板损坏风险的涂覆方法将是有益的。这种蒸发源可以有利地用于包括可旋转鼓轮的气相沉积系统中。此外,提供具有适于以预定沉积速率涂覆网状基板的可旋转鼓轮的气相沉积系统将是有益的,同时降低基板损坏的风险并具有改善的涂层质量。
发明内容
有鉴于此,提供了根据独立权利要求的蒸发源、气相沉积设备、及用于在真空腔室中涂覆基板的方法。本案的其他方面、优点、特征从说明书及附图中是显而易见的。
根据一个方面,提供了一种用于在基板上沉积蒸发的材料的蒸发源。蒸发源包括:用于蒸发材料的蒸发坩埚;具有多个喷嘴的蒸气分配器,用于将蒸发的材料引导朝向基板;蒸气导管在导管长度方向上从所述蒸发坩埚延伸到所述蒸气分配器,并提供所述蒸发坩埚与所述蒸气分配器之间的流体连接,其中所述多个喷嘴中的至少一个喷嘴具有在其中延伸或基本上平行于所述导管长度方向而延伸的喷嘴轴线;以及在所述蒸气导管中的挡板布置。
在一些实施方式中,挡板布置可经配置以以下至少一项:(1)减少从所述蒸气分配器通过所述蒸气导管进入所述蒸发坩埚的热辐射;以及(2)减少或防止从所述蒸发坩埚通过所述蒸气导管到所述蒸气分配器中的材料飞溅。具体而言,挡板布置减少了所述蒸发坩埚与所述蒸气分配器之间的热串扰,从而可以通过调节坩埚加热器的温度更准确地控制所述蒸发坩埚中的蒸发速率。
根据一个方面,提供了一种气相沉积设备。气相沉积设备包括根据本案所述的任一实施方式的蒸发源,以及具有用于支撑基板的弯曲鼓轮表面的可旋转鼓轮。所述蒸发源的所述多个喷嘴朝向所述弯曲鼓轮表面,并且所述气相沉积设备经配置以移动所述弯曲鼓轮表面上的所述基板经过所述蒸发源。
在一些实施方式中,所述多个喷嘴布置成彼此相邻配置的多个喷嘴列,每个喷嘴列包括五个或更多个喷嘴。所述多个喷嘴中的一些或所有喷嘴的所述喷嘴轴线,可以在导管长度方向上或基本上平行于导管长度方向而延伸。
根据一方面,提供了一种用于在真空腔室中涂覆基板的方法。所述方法包括:在蒸发坩埚中蒸发材料;将蒸发的所述材料通过蒸气导管引导到具有多个喷嘴的蒸气分配器中,所述蒸气导管沿导管长度方向延伸;用所述多个喷嘴将蒸发的所述材料引导朝向所述基板,所述多个喷嘴具有喷嘴轴线,所述喷嘴轴线延伸于所述导管长度方向上,或基本上平行于所述导管长度方向;并且,通过布置在所述蒸气导管中的挡板布置,减少从所述蒸气分配器到所述蒸发坩埚的热辐射及/或从所述蒸发坩埚到所述蒸气分配器内的飞溅。
根据另一方面,提供了一种气相沉积设备。所述气相沉积设备包括具有用于支撑基板的弯曲鼓轮表面的可旋转鼓轮,及用于在基板上沉积蒸发的材料的至少一个蒸发源。所述至少一个蒸发源包括:蒸发坩埚,用于蒸发材料;蒸气分配器,具有指向所述弯曲鼓轮表面的多个喷嘴,所述多个喷嘴布置成沿列方向延伸并且彼此相邻布置的多个喷嘴列;及蒸气导管,在导管长度方向上从所述蒸发坩埚延伸到所述蒸气分配器,并且提供所述蒸发坩埚与所述蒸气分配器之间的流体连接。所述喷嘴具有喷嘴轴线,所述喷嘴轴线延伸于所述导管长度方向上,或基本上平行于所述导管长度方向。至少一个蒸发源,可任选地进一步包括如本案所述的在所述蒸气导管中的挡板布置。
根据一方面,提供了一种在根据本案所述的任一实施方式的气相沉积设备中制造涂覆的基板的方法。所述方法包括:将基板支撑在所述气相沉积设备的可旋转鼓轮的弯曲鼓轮表面上;以及将来自所述气相沉积设备的蒸发源的蒸气引导朝向所述基板,以在所述基板上沉积一或多个涂层条带。涂覆的基板可为阳极,或可形成阳极的一部分,用于制造薄膜电池,例如锂电池。
实施方式还针对用于执行所公开的方法的设备,并且包括用于执行每个所述的方法方面的设备的部件。这些方法方面可以通过硬件部件、由适当软件编程的计算机、通过两者的任何组合或以任何其他方式来执行。此外,根据本案的实施方式还涉及制造所述设备及产品的方法,以及操作所述设备的方法。所述实施方式包括用于执行所述设备的每个功能的方法方面。
附图说明
为了能够详细理解本案的上述特征的方式,可以通过参考实施方式对以上简要说明的本案进行更具体的描述。本案附图涉及本发明的实施方式,描述如下:
图1示出了依据本发明实施方式的蒸发源的示意性剖视图;
图2示出了图1的蒸发源的挡板布置的示意性透视图;
图3示出了依据本发明实施方式的蒸发源的示意性前视图;
图4示出了依据本发明实施方式的气相沉积设备的示意性剖视图;
图5示出了图4的沿可旋转鼓轮的旋转轴线所视的气相沉积设备的示意图;
图6示出了说明依据本案所述的实施方式涂覆基板的方法的流程图。
具体实施方式
现在将详细参考本案的各种实施方式说明,附图中示出了一或多个示例。在以下对附图的描述中,相同的元件符号指代相同的部件。仅描述了关于各个实施方式的差异。每个实施方式都是作为对本案的解释而提供的,并不意味着对本案的限制。此外,作为一个实施方式的一部分而示出或描述的特征,可用于其他实施方式或与其他实施方式组合使用,以产生又一实施方式。所述说明用以包括这样的修改和变化。
在以下对附图的描述中,相同的附图标记指代相同或相似的部件。一般地,仅描述相对于各个实施方式的差异。除非另有说明,在一个实施方式中的一个部分或方面的说明,也适用于另一实施方式中的相应部分或方面。
图1是依据本案描述的实施方式的用于在基板10上沉积蒸发的材料的蒸发源100的示意性剖面图。蒸发源100包括蒸发坩埚30,用于将固体或液体源材料12加热到高于源材料12的蒸发温度或升华温度的温度,使得源材料12蒸发。蒸发坩埚30可包括用作容纳固态及/或液态源材料12的材料贮存器的内部容积,以及用于加热所述蒸发坩埚的所述内部容积的第一加热器35,使得源材料12蒸发。例如,源材料12可以是金属,特别是锂,并且第一加热器35可经配置用于将坩埚的内部容积加热到600℃或更高,特别是700℃或更高,或者甚至800℃或更高的温度。
蒸发源100还包括具有多个喷嘴21的蒸气分配器20,用于将在所述蒸发坩埚中蒸发的材料引导朝向基板10,使得涂层11沉积在基板10上。蒸气分配器20可以包括与蒸发坩埚30的内部容积流体连通的内部容积,使得蒸发的材料可以从蒸发坩埚30的内部容积通过蒸气导管40流入蒸气分配器20的内部容积中,例如沿着线性连接管或通道。多个喷嘴21可以经配置以将蒸发的材料从蒸气分配器20的内部容积引导朝向基板10。例如,蒸气分配器20可以包括十个、三十个、或更多个喷嘴,用于将蒸发的材料引导朝向支撑在基板支撑件13上的基板10。
在一些实施方式中,蒸气分配器20可以是蒸气分配喷头,所述蒸气分配喷头具有以一维或二维图案布置的多个喷嘴,用于将蒸发的材料引导朝向所述基板。例如,蒸气分配器20可以是具有多个喷嘴布置成一列的线性喷头,或者所述蒸气分配器可以是具有二维阵列中的多个喷嘴的“区域喷头”,例如以多个喷嘴列321彼此相邻布置(见图3)。
蒸发坩埚30经由蒸气导管40与蒸气分配器20流体连接,蒸气导管40在导管长度方向A上从蒸发坩埚30延伸到蒸气分配器20。蒸气导管40可以在导管长度方向A上从蒸发坩埚30基本上线性延伸到所述蒸气分配器。具体而言,所述蒸发坩埚的内部容积与所述蒸气分配器的内部容积可以通过线性延伸的蒸气导管而连接。“线性延伸的蒸气导管”可被理解为不包括沿通道或管的长度方向的强曲线或弯曲的通道或管。特别地,假设蒸气导管内没有障碍物,蒸发的材料可以沿着线性蒸气传播路径从所述蒸发坩埚流入所述蒸气分配器。由于以下几个原因,通过基本上线性延伸的蒸气导管40连接所述蒸发坩埚与所述蒸气分配器是有利的:(i)如果蒸发坩埚与蒸气分配器之间的连接不包括强曲线或弯曲,可以提供更紧凑的蒸发源并且可以节省空间。(ii)蒸气分配器可基本上直接安装在所述蒸发坩埚上,例如通过将所述蒸气导管与所述蒸发坩埚的蒸气出口及/或蒸气分配器的蒸气入口一体形成,或者通过固定安装线性蒸气导管在所述蒸发坩埚的所述蒸气出口与所述蒸气分配器的所述蒸气入口之间。(iii)考虑到在蒸发期间中,蒸发源的整个内部容积应保持在蒸发温度以上,以避免材料冷凝,如果蒸气分配器安装得较近,则可以减少加热工作量,并且若所述蒸气分配器安装在所述蒸发坩埚附近并与所述蒸发坩埚线性连接,则可以提供更紧凑的加热器。
在一些实施方式中,蒸气导管40在导管长度方向A上的长度X3可为30cm或更小,尤其是20cm或更小,更特别为10cm或更小。换言之,蒸发坩埚30与蒸气分配器20之间的距离可为30cm或更小,尤其是20cm或更小,或甚至是10cm或更小。因此,所述蒸气分配器可以直接布置在所述蒸发坩埚的下游。可替代地或另外地,蒸气导管40在垂直于导管长度方向A的方向上的宽度尺寸X2可以是15cm或更小,尤其是10cm或更小。例如,蒸气导管可以是蒸发坩埚与蒸气分配器之间的管状连接,所述管状连接长度为30cm或更小且直径为15cm或更小。
根据本案所述的实施方式,所述多个喷嘴21中的至少一个喷嘴具有延伸于所述导管长度方向A上,或基本上平行于所述导管长度方向A的喷嘴轴线。“基本平行”可被理解为表示所述导管长度方向A与所述喷嘴轴线之间的夹角为20°或以下,尤其是10°或以下。特别地,一些喷嘴或多个喷嘴21的所有喷嘴的喷嘴轴线可以在导管长度方向A中或基本上平行于导管长度方向A延伸,如图1中示意性描绘的。因此,所述多个喷嘴21经配置以在基本上对应于蒸气导管的长度方向的喷嘴主排放方向上将蒸气15导向基板。这改进了所述蒸发源中所述蒸气流动通道的流体传导性,并且允许朝向及通过所述多个喷嘴的更均匀的蒸气流。换言之,所述蒸发坩埚与所述蒸气分配器的连接方向可以与多个喷嘴的蒸气主排放方向基本对应。例如,所述导管长度方向A与所述喷嘴轴线都可以是垂直方向或者可以与垂直方向围成45°或更小的角度。
在蒸发期间,蒸气分配器20通常在高于蒸发坩埚30内部的第一温度的第二温度下提供,以防止在蒸气分配器的内壁表面上的材料冷凝。这可能导致从蒸气分配器20的内部容积到蒸发坩埚30的内部容积的热辐射。如果蒸发坩埚30与蒸气分配器20线性连接,则这种热辐射可能是显著的。具体而言,热量可以从经加热的蒸气分配器20通过蒸气导管40辐射到容纳源材料12的蒸发坩埚30的内部容积中,无意中增加了坩埚温度,并且还增加了蒸发坩埚内部的蒸发速率。因此,来自蒸气分配器的热辐射会使得难以通过调节蒸发坩埚中的温度来精确地调节蒸发坩埚中的蒸发速率,特别是在所述蒸发坩埚与所述蒸气分配器线性连接的情况下。
此外,由于所述蒸发坩埚与所述蒸气分配器在对应于喷嘴轴线A的方向上的线性连接,来自所述蒸发坩埚的尚未处于蒸气状态的源材料12的飞溅或液滴,可能向上飞溅通过蒸气导管40并且甚至通过多个喷嘴中的一或多个喷嘴,并可能最终落在所述基板上。所述基板上的涂层均匀性可能会受到负面影响,甚至会因液滴在所述基板上传递的热量而损坏所述基板。
根据本案所述的实施方式,上述问题通过在蒸气导管40中布置挡板布置50来解决。挡板布置50可以经配置以减少从蒸气分配器20通过蒸气导管40进入蒸发坩埚30的热辐射。可替代地或附加地,挡板布置50可以经配置以减少或防止从蒸发坩埚30到蒸气分配器20中及/或通过多个喷嘴21而朝向所述基板的材料飞溅。
可以通过在蒸气导管40中提供阻挡及/或反射来自蒸气分配器20的内部容积的热辐射的挡板布置50,来减少通过蒸气导管40的热辐射。例如,挡板布置50可以由抛光金属制成或者可以具有抛光金属涂层或者可以由具有小于0.2、特别是小于0.1的热发射率值的材料制成或涂覆。挡板布置50可阻挡通过蒸气导管40的一些或所有线性蒸气传播路径,使得从蒸气分配器朝向蒸发坩埚的热辐射必定会“撞击”可包括低热发射率材料的挡板布置,从而减少热辐射进入所述坩埚。
因此,减少了从蒸气分配器20进入蒸发坩埚30的热负荷,使得蒸发坩埚30内的第一温度可以更独立于蒸气分配器20内的第二温度而进行控制。这允许更准确地控制蒸发坩埚中的蒸发速率,从而可以实现在基板上更均匀的沉积。
此外,可以通过在蒸气导管40中提供挡板布置50来减少或防止从蒸发坩埚通过蒸气导管40的飞溅。挡板布置50可以阻挡通过蒸气导管的所有线性蒸气传播路径,使得从蒸发坩埚飞溅到蒸气导管中的液体,不能通过蒸气导管但可能撞击蒸气导管的内壁或挡板布置50。减少了从蒸发坩埚通过所述多个喷嘴的材料飞溅而损坏基板的风险,并且可以在基板上提供更均匀的涂层。此外,可以降低或消除材料掉落对基板造成损坏的风险。
在可与本案所述的其他实施方式组合的一些实施方式中,挡板布置50阻挡了从所述蒸发坩埚通过所述蒸气导管到所述蒸气分配器的所有线性蒸气传播路径。换句话说,由于挡板布置的形状及/或定位,通过蒸气导管的蒸气传播路径必然是弯曲的。
例如,挡板布置50可以包括一或多个屏蔽板,所述屏蔽板可以基本上垂直于蒸气导管中的导管长度方向A而延伸。一或多个屏蔽板可以固定地安装在蒸气导管中,例如经由夹具、螺钉、或螺栓。具体而言,一或多个屏蔽板能以不移动地固定在所述蒸气导管中的各个屏蔽位置。在无需付出很大努力下,在所述蒸气导管中固定安装一或多个屏蔽板是可能的,并导致蒸发坩埚与蒸气分配器的有效热分离和热解耦,使得蒸发坩埚内部及蒸气分配器内部的温度可以更独立地控制。
图2是布置在蒸气导管40中的示例性挡板布置50的放大图。挡板布置50包括基本上垂直于导管长度方向A延伸的屏蔽板。
在可以与本案所述的其他实施方式结合的一些实施方式中,挡板布置50包括第一屏蔽板51与第二屏蔽板52,它们在导管长度方向A上彼此间隔开,并且布置成使得蒸气可以仅沿着弯曲的蒸气传播路径流动通过挡板布置50。具体而言,第一屏蔽板51可以留下第一蒸气通道53经过第一屏蔽板51,且第二屏蔽板52可以留下第二蒸气通道54经过第二屏蔽板52,其中第二蒸气通道54在沿导管长度方向A上不与第一蒸气通道53重叠。
在一些实施方式中,第二屏蔽板52布置在第一屏蔽板51中的开口或其他凹部的下游,使得可能通过第一屏蔽板51中的开口或凹部飞溅的液滴,被第二屏蔽板52屏蔽。具体而言,第二屏蔽板52的形状可以适应由第一屏蔽板51提供的开口或凹部的形状。例如,第一和第二屏蔽板可以具有基本上互补的形状,及/或第一和第二屏蔽板的组合形状可以对应于蒸气导管40的内部截面形状。
在一些实施方式中,第二屏蔽板52布置在第一屏蔽板中的开口或凹部的下游,并且在导管长度方向A上与开口或凹部的边缘重叠。因此,流过挡板布置50的蒸气总是流过沿着弯曲的蒸气传播路径。
在一些实施方式中,挡板布置50可以包括三个或更多个屏蔽板,这些屏蔽板随后沿着蒸气导管布置,并且经成形及布置以使得经过挡板布置50的蒸气传播路径具有两个或更多个曲线或弯曲,且/或具有多次变化的曲率。可以更有效地阻挡或屏蔽通过蒸气导管的热辐射。
在一些实施方式中,第二屏蔽板52可以在导管长度方向A上与第一屏蔽板51的距离X1布置为5cm或更小,尤其是3cm或更小,或者甚至是2cm或更小。因此,增加了通过蒸气导管的蒸气传播路径的曲率,并且可以进一步降低通过蒸气导管的液滴飞溅的风险。在一些实施方式中,所述第一与第二屏蔽板之间的距离X1可以基本上对应于蒸气导管40的长度X3。例如,所述蒸气导管的长度X3可以是5cm或更小,并且距离X1可以基本上对应于X3。这允许节省空间并提供了紧凑的蒸发源。第一屏蔽板51可以具有开口,第二屏蔽板52可以覆盖开口及/或可以与开口的边缘重叠,从而阻挡经由所述开口而通过第二屏蔽板52的所有线性蒸气传播路径。
在一些可以与本案所述的其他实施方式结合的实施方式中,挡板布置50包括第一屏蔽板51与第二屏蔽板52,其中第一屏蔽板51是具有圆形或圆形开口的环形板,并且第二屏蔽板52是圆的或圆形板,所述圆的或圆形板以中心布置在所述蒸气导管40中的所述开口下游或上游并遮蔽所述开口。所述环形屏蔽板可以周向地紧靠蒸气导管的内壁,如图2中示意性地描绘的,使得液滴不能通过第一屏蔽板51与蒸气导管40的内壁之间的间隙而飞溅经过所述挡板布置。
第一屏蔽板51与第二屏蔽板52可以经由连接器55彼此固定且不可移动地连接,例如经由沿着导管长度方向A延伸并且将屏蔽板保持在蒸气导管40中彼此间隔开的间隔件。例如,第一和第二屏蔽板可以通过夹具、螺钉、螺栓和螺帽中的至少一个来安装。具体而言,屏蔽板之间布置的间隔件可以经由螺栓及/或螺帽固定至第一屏蔽板51与第二屏蔽板52。
现在参照图1,蒸发源100还可包括用于加热并蒸发蒸发坩埚30中的源材料12的第一加热器35,及用于加热所述蒸气分配器的内部容积的第二加热器25。可以独立地控制第一加热器35及第二加热器25。例如,第一加热器35可以经配置以将蒸发坩埚加热到第一温度,且第二加热器25可以经配置以将蒸气分配器加热到不同于第一温度的第二温度,特别是高于第一温度。在气相沉积期间,蒸气分配器的内部容积通常比蒸发坩埚的内部容积更热,以防止蒸发材料在蒸气分配器的内壁上冷凝。另一方面,蒸发坩埚的内部容积的主要部分要保持在源材料12的蒸发温度附近(即略低于或略高于蒸发温度),以允许源材料12以预定的蒸发速率一次蒸发一点。
根据本案所述的在蒸气导管中具有挡板布置的实施方式,第一温度可由第一加热器35控制,更独立于由第二加热器25提供的第二温度。在一些实施方式中,提供加热器控制器36,用以通过调节蒸发坩埚中的第一温度来控制蒸发坩埚的蒸发速率。所述第一与第二加热器可以是电阻加热器和电感加热器中的至少一个,所述电阻加热器和电感加热中的至少一个可设置为与所述蒸发坩埚及/或所述蒸气分配器的壁热接触,或者可以突出到所述蒸发坩埚及/或所述蒸气分配器的内部容积中。
在可以与本案所述的其他实施方式组合的一些实施方式中,蒸发坩埚30至少部分地布置在蒸气分配器20下方,且/或蒸气分配器20可以至少部分地布置在基板支撑件13下方。导管长度方向A与喷嘴轴线可以基本上在垂直方向上,或沿相对于所述垂直方向具有45°或更小的角度的方向上延伸。因此,当源材料12处于液化状态时因不能从蒸发坩埚泄漏,而材料蒸气可以向上流动通过蒸气导管40进入蒸气分配器20,蒸气15可以从蒸气分配器20被引导进一步向上而沿着喷嘴轴线朝向基板支撑件。可以提供一种紧凑的蒸发源,所述蒸发源经配置以将蒸气向上引导至布置在基板支撑件“上方”处的基板。
图3是根据本案描述的实施方式的蒸发源105的示意性前视图。图3的蒸发源105可以包括先前描述的图1和2的蒸发源100的一些特征或所有特征,故可以参考上述说明,在此不再赘述。具体而言,蒸发源105包括具有多个喷嘴21的蒸气分配器20,用于将蒸发的材料引导朝向基板(图3中未示出;在图3中,喷嘴轴线A垂直于纸平面,并且蒸气直接朝向观察者)。
在可以与本案所述的其他实施方式组合的一些实施方式中,多个喷嘴21被布置在沿列方向L延伸并且彼此相邻布置的多个喷嘴列321中。例如,蒸气分配器20可以具有五个、六个、或更多个喷嘴列321,每个喷嘴列在列方向L上延伸,并且具有五个或更多个喷嘴,特别是十个或更多个,或者十五个或更多个喷嘴。因此,蒸气分配器20可以是具有所述多个喷嘴21的“区域喷头”,所述多个喷嘴21布置成提供多个喷嘴列321的二维喷嘴阵列。
与线性喷头相比,具有许多喷嘴的二维阵列的区域喷头可能是有益的,因为在蒸发坩埚中蒸发的材料可以分布在基板上更大的涂覆区域上。这减少了由涂层材料引起的每基板面积的热负荷,同时保持由蒸发源提供的高总体沉积速率。因此,可以减少基板损坏,例如由过热引起的精细网状基板的折叠或皱纹。
在可以与本案所述的其他实施方式组合的一些实施方式中,列方向L基本上垂直于蒸气导管的导管长度方向A。导管长度方向A基本上垂直于图3的纸平面,并且基本上对应于所述多个喷嘴的喷嘴轴线的方向。图1示出了与沿列方向L延伸的喷嘴列之一相交的截面,其中列方向L基本上垂直于导管长度方向A。
现在简要地参照图5,在一些实施方式中,所述多个喷嘴21可以朝向具有在圆周方向T上延伸的弯曲鼓轮表面111的可旋转鼓轮110,并且所述多个喷嘴列可以在所述可旋转鼓轮的圆周方向T上彼此相邻布置。通过将所述多个喷嘴列中的多个喷嘴在所述可旋转鼓轮110的圆周方向T上彼此紧挨着布置,可以更好地利用可旋转鼓轮的有效面积,并且可以显著降低所述基板上蒸发的材料的单位面积的热负荷。此外,列方向L可以基本对应于可旋转鼓轮110的轴向,且/或导管长度方向A可以基本对应于可旋转鼓轮110的径向方向(见图4)。
参照回图3,所述多个喷嘴列321可以在列方向L上以偏移量330相对于彼此移位。偏移量330在沿列方向L的相邻喷嘴列的喷嘴之间提供了未对准。因此,在垂直于列方向L的方向上通过蒸发源105的所述基板,会在沿列方向L的不同位置处涂覆材料。因此,在基板上提供更均匀的材料沉积。相应地,基板上的热负荷提供得更加均匀,并且通过所述偏移量330可以提高沉积涂层的均匀性。
在图3所示的例子中,提供了六个喷嘴列321。所述列位移了1/6的喷嘴到喷嘴的距离。根据可与本案所述的其他实施方式组合的一些实施方式,沿列方向L的两个相邻喷嘴列之间的偏移量330可为dY/N,其中N是喷嘴列的数量并且dY是相邻喷嘴之间的在列方向L上的距离。喷嘴的此种分布提供了基板上涂覆速率的均匀分布,并减少了冷凝能量所引起的热点。由图3中的参考标号指示的偏移量330,提供于相邻的列321之间。然而,可以在任何列之间提供偏移量。特别地,每一列可相对于至少一个其他列偏移了所述偏移量。
图4示出了根据本发明实施方式的气相沉积设备200的示意性剖视图。图5示出了图4的沿可旋转鼓轮110的旋转轴观察的气相沉积设备200的示意图。根据本案所述的任一实施方式,气相沉积设备200可以包括一个蒸发源100或多个蒸发源,具体可参照上述说明,在此不再赘述。
气相沉积设备200包括作为可旋转鼓轮110的基板支撑件,所述可旋转鼓轮110具有用于在沉积期间支撑基板的弯曲鼓轮表面111。蒸发源100的多个喷嘴21朝向弯曲鼓轮表面111,且气相沉积设备200经配置以移动弯曲鼓轮表面111上的基板10经过蒸发源100。在一些实施方式中,如本案所述的多个蒸发源可以围绕所述可旋转涂覆鼓轮在圆周方向T上一个接一个地布置,使得基板可以随后通过多个蒸发源涂覆。不同的涂层材料可以沉积在基板上,或者可以通过蒸发源在基板上沉积一层较厚的相同涂层材料的涂层。
正如图4和图5中示意性地描绘的,蒸发源100包括用于蒸发材料的蒸发坩埚30,具有多个喷嘴21的蒸气分配器20,用于将蒸发的材料引导朝向支撑在可旋转鼓轮110上的基板10,以及在导管长度方向A上从蒸发坩埚30到蒸气分配器20延伸的蒸气导管40,提供蒸所述发坩埚与所述蒸气分配器之间的流体连接。多个喷嘴21中的至少一个喷嘴或所有喷嘴可具有在导管长度方向A上延伸或基本上平行于导管长度方向A的喷嘴轴线。如图4所示,导管长度方向A可以基本上对应于可旋转鼓轮110的径向方向。
在可与本案所述的其他实施方式组合的一些实施方式中,挡板布置50可布置在蒸气导管40中。挡板布置50减少了从蒸气分配器通过蒸气导管进入蒸发坩埚的热辐射,且/或防止从蒸发坩埚通过多个喷嘴到可旋转鼓轮110的材料飞溅。参见上述说明,在此不再赘述。
在可以与本案所述的其他实施方式组合的一些实施方式中,多个喷嘴21可以布置成在列方向L上延伸并且在圆周方向T上彼此相邻配置的多个喷嘴列,其中列方向L可以基本上对应于可旋转鼓轮110的轴向。因此,蒸气分配器提供具有以二维阵列布置的多个喷嘴的区域喷头,用于降低支撑在弯曲鼓轮表面111上的基板10上的单位面积热负荷。
如图5所示,这里描述的三个、四个、或更多个蒸发源100可以围绕可旋转鼓轮110在圆周方向T上一个接一个地布置。每个蒸发源可以在弯曲鼓轮表面上限定10°或更大及45°或更小的角度范围(a)上延伸的涂覆窗。相邻蒸发源的导管长度方向A可分别围绕10°或更高及45°或更小的角度。因此,可旋转鼓轮110的弯曲鼓轮表面111被很好地用于在诸如金属箔的柔性基板上的气相沉积,并且可以减少基板损坏,因为可以在保持高沉积速率的同时,保持每基板面积的相对较低的热负荷。
在可以与本案所述的其他实施方式结合的一些实施方式中,气相沉积设备200还包括从蒸发源100朝向弯曲鼓轮表面111延伸的边缘排除屏蔽物130。边缘排除屏蔽物可以包括边缘排除部分131,用于掩蔽基板的不被涂层的区域,例如用于掩蔽基板的将保持没有涂层材料的横向边缘区域。例如,边缘排除部分131可以经配置以掩蔽基板的两个相对的横向边缘。
边缘排除部分131可以沿着可旋转鼓轮110的弯曲鼓轮表面111在圆周方向T上沿着弯曲鼓轮表面的曲率延伸,如图6中示意性地描绘的。如此一来,弯曲鼓轮表面111与边缘排除部分131之间的间隙宽度D可保持较小(例如,2mm或更小)且沿圆周方向T为基本恒定,从而可提高边缘排除精度,并且可以在基板上沉积锋利且轮廓分明的涂层边缘。
此处所述的“圆周方向T”可以理解为沿可旋转鼓轮110的圆周方向,当可旋转鼓轮绕轴线旋转时,所述方向对应于弯曲鼓轮表面111的运动方向。圆周方向T对应于当基板移动经过弯曲鼓轮表面上的蒸发源时的基板传送方向。在一些实施方式中,可旋转鼓轮110的直径可在300至1400mm或更大的范围内。当在弯曲鼓轮表面上移动的柔性基板被涂覆时,将多个喷嘴21下游的蒸气15可靠地屏蔽,以将蒸气15限制在蒸气传播容积132中并提供精确限定且锋利的涂层边缘是特别困难的,因为在这种情况下,蒸气传播容积132和涂覆窗可以具有复杂的形状。在此描述的实施方式,也能够实现在气相沉积设备中的可靠的及精确的边缘排除及材料屏蔽,所述气相沉积设备配置以涂覆设于弯曲鼓轮表面上的网状基板。具体而言,边缘排除屏蔽物130可以至少部分地围绕多个喷嘴21下游的蒸气传播容积132,可以将蒸气15限制在蒸气传播容积132中,并且可以通过边缘排除部分131提供准确的边缘排除。
在一些实施方式中,可以提供用于主动或被动加热边缘排除屏蔽物130的加热布置。例如,边缘排除屏蔽物130可以经加热到高于蒸发材料的冷凝温度的温度,使得可以减少或防止边缘排除屏蔽物130上的材料冷凝。可以减少清洁工作并提高涂层边缘的质量。例如,在气相沉积期间,边缘排除屏蔽物130可以经加热到500℃或更高的温度。
边缘排除屏蔽物130不接触可旋转鼓轮110,使得支撑在可旋转鼓轮110上的基板可在气相沉积期间可以移动经过蒸发源100并经过边缘排除屏蔽物130。边缘排除屏蔽物130可以在边缘排除屏蔽物130和弯曲鼓轮表面111之间留下小间隙,例如宽度D为5mm或更小、3mm或更小、2mm或更小,或者甚至约1mm或更小的间隙,使得几乎没有任何蒸气15可以在列方向L上传播通过边缘排除屏蔽物130。
气相沉积设备200可以是用于涂覆柔性基板(例如箔)的卷对卷的沉积系统。待涂覆的基板的厚度可以为50μm或更小,特别是20μm或更小,或者甚至6μm或更小。例如,可以在气相沉积设备中涂覆金属箔或柔性金属涂层箔。在一些实施方式中,基板10是厚度低于30μm,例如6μm或更小的薄铜箔或薄铝箔。基板也可以是涂有石墨、硅及/或氧化硅或上述混合物的薄金属箔(例如铜箔),例如厚度为150μm或更小,特别是100μm或更小,或甚至低至50μm或更小。根据一些实施方式,网格还可包括石墨和硅及/或氧化硅。例如,锂可以将包括石墨和硅及/或氧化硅的层预锂化。
在卷对卷的沉积系统中,基板10可以从存储线轴展开,至少一层或多层材料层可以沉积在基板上,同时基板在可旋转鼓轮110的弯曲鼓轮表面111上被引导,并且经涂层的基板可在沉积之后缠绕在卷绕线轴上及/或可在进一步的沉积设备中涂覆。
图6是用于说明根据本案描述的实施方式的用于涂覆基板的方法的流程图。
在方块601中,材料在蒸发坩埚中蒸发。例如,在蒸发坩埚中蒸发锂等金属。蒸发坩埚可经加热至500℃或更高,特别是600℃或更高,更特别是700℃或更高的第一温度。
在方块602中,蒸发的材料通过蒸气导管被引导到具有多个喷嘴的蒸气分配器中,其中蒸气导管在导管长度方向A上延伸,尤其是从所述蒸发坩埚到所述蒸气分配器基本上线性地延伸。在一些实施方式中,蒸气分配器经加热至高于蒸发坩埚的所述第一温度的第二温度,例如高于第一温度100℃或更多。例如,第二温度可以是800℃或更高,或者甚至900℃或更高。
在方块603中,蒸发的材料用多个喷嘴从所述蒸气分配器引导朝向基板,所述多个喷嘴具有延伸于所述导管长度方向A上,或基本上平行于所述导管长度方向A的喷嘴轴线。所述喷嘴轴线与所述导管长度方向A可以围绕20°或更小的角度。在基板上沉积涂层。
在气相沉积期间,从蒸气分配器到蒸发坩埚的热辐射,及从所述蒸发坩埚到所述蒸气分配器内的飞溅,可以用如本案所述的在蒸气导管中布置的挡板布置来减少。
在一些实施方式中,所述基板是柔性基板,所述柔性基板在沉积期间被支撑在可旋转鼓轮的弯曲鼓轮表面上。具体而言,所述基板可以移动经过可旋转鼓轮的弯曲鼓轮表面上的多个喷嘴。
在方块603中的气相沉积期间,所述基板的不被涂覆的区域可以用边缘排除屏蔽物来掩蔽,所述边缘排除屏蔽物具有在所述圆周方向上遵循所述弯曲鼓轮表面的曲率的边缘排除部分。边缘排除部分可以沿所述圆周方向与弯曲鼓轮表面相距较小距离布置,并且在所述圆周方向上在所述边缘排除部与所述弯曲鼓轮表面之间,可以设置具有2mm或更小的恒定小间隙宽度的间隙。在气相沉积期间可以将边缘排除屏蔽物加热到例如500℃或更高的温度。
可加热屏蔽物可以在所述弯曲鼓轮表面上限定涂覆窗,即,当所述基板移动经过所述蒸发源时,由所述蒸发源的多个喷嘴发射的蒸发的材料可以撞击所述基板的窗口。例如,涂覆窗可以在圆周方向上以10°或更大及45°或更小的角度(a)延伸。在一些实施方式中,三个、四个或更多个蒸发源可以沿圆周方向围绕可旋转涂覆鼓轮布置,每个蒸发源限定涂覆窗,所述涂覆窗在10°或更大及45°或更小的角度上延伸。三个或更多个蒸发源可以是金属源,特别是锂源。因此,可以在基板上沉积厚的锂层。
所述基板可以是柔性箔,特别是柔性金属箔,更特别是铜箔或具有铜的箔,例如在箔的一侧或两侧涂有铜的箔。基板可以具有50μm或更小的厚度,特别是20μm或更小,例如约8μm。具体而言,基板可以是厚度在亚20微米的范围内的薄铜箔。
根据可与本案所述的其他实施方式组合的一些实施方式,制造电池的阳极,并且柔性基板包括铜或由铜组成。根据一些实施方式,网格还可包括石墨和硅及/或氧化硅。例如,锂可以将包括石墨和硅及/或氧化硅的层预锂化。
通过蒸发的在柔性基板上(例如铜基板上)的金属(例如锂)的沉积,可以用于制造电池,例如锂电池。例如,可以在薄的柔性基板上沉积锂层,以制造电池的阳极。在组装阳极叠层和阴极叠层之后,可选地在阳极叠层和阴极叠层之间设有电解液及/或隔膜,所制造的层布置可被卷起或以其他方式堆叠,以制造锂电池。
具体而言,这里描述了以下实施方式:
实施方式1:一种蒸发源,包括:用于蒸发材料的蒸发坩埚;具有多个喷嘴的蒸气分配器,用于将蒸发的材料导向基板;蒸气导管在导管长度方向上从所述蒸发坩埚线性延伸至所述蒸气分配器,并提供所述蒸发坩埚与所述蒸气分配器之间的流体连接,其中所述多个喷嘴中的至少一个喷嘴具有延伸于导管长度方向上或基本上平行于导管长度方向而延伸的喷嘴轴线;以及,所述蒸气导管中的挡板布置。
实施方式2:如实施方式1的蒸发源,其中所述挡板布置阻挡从所述蒸发坩埚到所述蒸气分配器的通过所述蒸气导管的所有线性传播路径。
实施方式3:如实施方式1或2的蒸发源,其中所述挡板布置经配置以进行至少下列一者:(1)减少从所述蒸气分配器通过所述蒸气导管进入所述蒸发坩埚的热辐射,以及(2)防止从所述蒸发坩埚到所述蒸气分配器内的材料飞溅。
实施方式4:如实施方式1至3中任一者所述的蒸发源,其中所述挡板布置包括一或多个屏蔽板,所述屏蔽板基本上垂直于所述蒸气导管中的所述导管长度方向延伸。可选地,一或多个屏蔽板可以固定地安装在所述蒸气导管中。
实施方式5:如实施方式1至4中任一者所述的蒸发源,其中所述挡板布置包括:第一屏蔽板,所述第一屏蔽板离开经过所述第一屏蔽板的第一蒸气通道,以及第二屏蔽板,所述第二屏蔽板离开经过所述第二屏蔽板的第二蒸气通道,使得所述第二蒸气通道在所述导管长度方向上不与所述第一蒸气通道重叠。
实施方式6:如实施方式5所述的蒸发源,其中所述第二屏蔽板在所述导管长度方向上与所述第一屏蔽板的距离为5cm或以下,尤其是3cm或以下,甚至2cm或以下。
实施方式7:如实施方式5或6所述的蒸发源,其中所述第一屏蔽板为环形板,所述环形板以周向紧靠所述蒸气导管的内壁,且所述环形板具有圆的或圆形开口,及/或所述第二屏蔽板为圆的或圆形板,所述圆的或圆形板以中心配置在所述蒸气导管中的所述开口下游或上游并遮蔽所述开口。
实施方式8:如实施方式1至7中任一项所述的蒸发源,其中所述多个喷嘴布置成沿列方向延伸并且彼此相邻布置的多个喷嘴列。
实施方式9:如实施方式8所述的蒸发源,其中所述多个喷嘴经引导朝向可旋转鼓轮,所述列方向基本上垂直于所述导管长度方向,且/或所述多个喷嘴列在所述可旋转鼓轮的圆周方向彼此相邻布置。
实施方式10:如实施方式8或9所述的蒸发源,其中所述多个喷嘴列在所述列方向上相对于彼此移位列偏移量。
实施方式11:如实施方式1至10中任一者所述的蒸发源,其中所述蒸发坩埚至少部分地布置在所述蒸气分配器下方,其中所述导管长度方向与所述喷嘴轴线沿垂直方向或沿相对于所述垂直方向具有45°或更小的角度的方向而延伸。
实施方式12:如实施方式1至11中任一者所述的蒸发源,所述蒸发源还包括用于将所述蒸发坩埚加热至第一温度的第一加热器、用于将所述蒸气分配器加热至高于所述第一温度的第二温度的第二加热器、以及用于通过调节所述第一温度来控制蒸发速率的加热器控制器。
实施方式13:一种气相沉积设备,包括根据本案所述的任一实施方式的蒸发源,以及具有用于支撑基板的弯曲鼓轮表面的可旋转鼓轮。所述蒸发源的所述多个喷嘴朝向所述弯曲鼓轮表面,并且所述气相沉积设备经配置以移动所述弯曲鼓轮表面上的所述基板经过所述蒸发源。
实施方式14:如实施方式13所述的气相沉积设备,所述气相沉积设备还包括边缘排除屏蔽物,所述边缘排除屏蔽物从所述蒸发源朝向所述弯曲鼓轮表面延伸,并且包括边缘排除部分,所述边缘排除部分用于掩蔽所述基板的不被涂覆的区域。
实施方式15:如实施方式14所述的气相沉积设备,其中所述边缘排除部分在所述弯曲鼓轮表面的圆周方向上沿着所述弯曲鼓轮表面延伸,并遵循所述弯曲鼓轮表面的曲率。
实施方式16:一种在真空室中涂覆基板的方法,所述方法包括:在蒸发坩埚中蒸发材料;将蒸发的所述材料通过蒸气导管引导到具有多个喷嘴的蒸气分配器中,所述蒸气导管沿导管长度方向延伸;用所述多个喷嘴将蒸发的所述材料引导朝向所述基板,所述多个喷嘴具有喷嘴轴线,所述喷嘴轴线延伸于所述导管长度方向上,或基本上平行于所述导管长度方向;并且,通过布置在所述蒸气导管中的挡板布置,减少从所述蒸气分配器到所述蒸发坩埚的热辐射及/避免从所述蒸发坩埚到所述蒸气分配器内的飞溅。所述方法可以在根据本案描述的任何实施方式的气相沉积系统中进行。
实施方式17:如实施方式16的方法,所述方法进一步包括将所述基板移动经过可旋转鼓轮的弯曲鼓轮表面上的多个喷嘴,并且用遵循所述弯曲鼓轮表面的曲率的边缘排除屏蔽物来掩蔽所述基板的不被涂覆的区域。
实施方式18:如实施方式16或17所述的方法,其中所述多个喷嘴布置成沿列方向延伸并且彼此相邻配置的多个喷嘴列,每个喷嘴列具有五个或更多个喷嘴,具有喷嘴轴线延伸于所述导管长度方向上,或基本上平行于所述导管长度方向。
实施方式19:一种气相沉积设备,包括具有用于支撑基板的弯曲鼓轮表面的可旋转鼓轮,及至少一个蒸发源。所述蒸发源包括:蒸发坩埚,用于蒸发材料;蒸气分配器,具有指向所述弯曲鼓轮表面的多个喷嘴,所述多个喷嘴布置成沿列方向延伸并且彼此相邻布置的多个喷嘴列;及蒸气导管,在导管长度方向上从所述蒸发坩埚线性地延伸到所述蒸气分配器,并且提供所述蒸发坩埚与所述蒸气分配器之间的流体连接,其中所述喷嘴具有延伸于所述导管长度方向上或基本上平行于所述导管长度方向的喷嘴轴线。气相沉积设备还可任选地包括上述实施方式的任何特征,例如本案所述的挡板布置。
实施方式20:如实施方式19所述的气相沉积设备,包括至少三个蒸发源,所述至少三个蒸发源围绕所述可旋转鼓轮沿圆周方向一个接一个配置。每个蒸发源可以在弯曲鼓轮表面上限定一个在10°或更大及45°或更小的角度范围延伸的涂覆窗,并且相邻蒸发源的导管长度方向可分别围绕10°或更大及45°或更小的角度。
虽然前面针对实施方式,但是在不脱离基本范围的情况下可以设计其他和进一步的实施方式,并且所述范围由所附权利要求书来界定。
Claims (20)
1.一种蒸发源,包括:
蒸发坩埚,用于蒸发材料;
蒸气分配器,所述蒸气分配器具有多个喷嘴,用于将蒸发的所述材料引导朝向基板;
蒸气导管,在导管长度方向上从所述蒸发坩埚延伸到所述蒸气分配器,并提供所述蒸发坩埚与所述蒸气分配器之间的流体连接,其中所述多个喷嘴中的至少一个喷嘴具有喷嘴轴线,所述喷嘴轴线延伸于所述导管长度方向上,或基本上平行于所述导管长度方向;以及
挡板布置,位于所述蒸气导管中。
2.如权利要求1所述的蒸发源,其中所述挡板布置阻挡从所述蒸发坩埚到所述蒸气分配器的通过所述蒸气导管的所有线性传播路径。
3.如权利要求1所述的蒸发源,其中所述挡板布置配置以进行下列中的至少一项:
减少从所述蒸气分配器通过所述蒸气导管进入所述蒸发坩埚的热辐射;以及
防止从所述蒸发坩埚到所述蒸气分配器中的材料飞溅。
4.如权利要求1至3中任一项所述的蒸发源,其中所述挡板布置包括一或多个屏蔽板,所述一或多个屏蔽板在所述蒸气导管中基本上垂直于所述导管长度方向延伸,所述一或多个屏蔽板固定地安装在所述蒸气导管中。
5.如权利要求1至3中任一项所述的蒸发源,其中所述挡板布置包括第一屏蔽板和第二屏蔽板,所述第一屏蔽板离开经过所述第一屏蔽板的第一蒸气通道,所述第二屏蔽板离开经过所述第二屏蔽板的第二蒸气通道,使得所述第二蒸气通道在所述导管长度方向上不与所述第一蒸气通道重叠。
6.如权利要求5所述的蒸发源,其中所述第二屏蔽板布置在所述导管长度方向上与所述第一屏蔽板的距离为3cm或更小。
7.如权利要求1至3中任一项所述的蒸发源,其中所述挡板布置包括第一屏蔽板和第二屏蔽板,所述第一屏蔽板是环形板,所述环形板周向紧靠所述蒸气导管的内壁并且具有圆的或圆形开口,且所述第二屏蔽板为圆的或圆形板,所述圆的或圆形板以中心布置在所述蒸气导管中的所述开口下游或上游并遮蔽所述开口。
8.如权利要求1至3中任一项所述的蒸发源,其中所述多个喷嘴布置成沿列方向延伸并且彼此相邻布置的多个喷嘴列。
9.如权利要求8所述的蒸发源,其中
所述多个喷嘴指向可旋转鼓轮,
所述列方向基本上垂直于所述导管长度方向,并且
所述多个喷嘴列在所述可旋转鼓轮的圆周方向上彼此相邻布置。
10.权利要求8所述的蒸发源,其中所述多个喷嘴列在所述列方向上相对于彼此移位列偏移量。
11.如权利要求1至3中任一项所述的蒸发源,其中所述蒸发坩埚至少部分地布置在所述蒸气分配器下方,其中所述导管长度方向与所述喷嘴轴线沿垂直方向或沿相对于所述垂直方向具有45°或更小的角度的方向而延伸。
12.如权利要求1至3中任一项所述的蒸发源,所述蒸发源还包括用于将所述蒸发坩埚加热至第一温度的第一加热器、用于将所述蒸气分配器加热至高于所述第一温度的第二温度的第二加热器、以及用于通过调节所述第一温度来控制蒸发速率的加热器控制器。
13.一种气相沉积设备,包括:
如权利要求1至3中任一项所述的蒸发源;及
可旋转鼓轮,具有用于支撑所述基板的弯曲鼓轮表面,
其中,所述蒸发源的所述多个喷嘴朝向所述弯曲鼓轮表面,并且所述气相沉积设备经配置以将在所述弯曲鼓轮表面上的所述基板移动通过所述蒸发源。
14.如权利要求13所述的气相沉积设备,所述气相沉积设备还包括边缘排除屏蔽物,所述边缘排除屏蔽物从所述蒸发源朝向所述弯曲鼓轮表面延伸,并且包括边缘排除部分,所述边缘排除部分用于掩蔽所述基板的不被涂覆的区域。
15.如权利要求14所述的气相沉积设备,其中所述边缘排除部分在所述弯曲鼓轮表面的圆周方向上沿着所述弯曲鼓轮表面延伸,并遵循所述弯曲鼓轮表面的曲率。
16.一种在真空腔室中涂覆基板的方法,包括:
将在蒸发坩埚中的材料蒸发;
将蒸发的所述材料通过蒸气导管引导到具有多个喷嘴的蒸气分配器中,所述蒸气导管沿导管长度方向延伸;
用所述多个喷嘴将所述蒸发的材料引导朝向所述基板,所述多个喷嘴具有延伸于所述导管长度方向上,或基本上平行于所述导管长度方向的喷嘴轴线;以及
减少从所述蒸气分配器到所述蒸发坩埚的热辐射,并由布置在所述蒸气导管中的挡板布置防止从所述蒸发坩埚到所述蒸气分配器中的飞溅。
17.如权利要求16所述的方法,所述方法还包括:
将所述基板移动经过可旋转鼓轮的弯曲鼓轮表面上的所述多个喷嘴;以及
以边缘排除屏蔽物掩蔽所述基板的不被涂覆的区域,所述边缘排除屏蔽物遵循所述弯曲鼓轮表面的曲率。
18.如权利要求16或17所述的方法,其中所述多个喷嘴布置成沿列方向延伸并且彼此相邻布置的多个喷嘴列,每个喷嘴列具有五个或更多个喷嘴,具有喷嘴轴线延伸于所述导管长度方向上,或基本上平行于所述导管长度方向。
19.一种气相沉积设备,包括:
可旋转鼓轮,具有用于支撑基板的弯曲鼓轮表面;及
至少一个蒸发源,包括:
蒸发坩埚,用于蒸发材料;
蒸气分配器,具有指向所述弯曲鼓轮表面的多个喷嘴,所述多个喷嘴布置成沿列方向延伸并且彼此相邻布置的多个喷嘴列;以及
蒸气导管,在导管长度方向上从所述蒸发坩埚线性延伸到所述蒸气分配器,并提供所述蒸发坩埚与所述蒸气分配器之间的流体连接,其中所述喷嘴具有延伸于所述导管长度方向上,或基本上平行于所述导管长度方向的喷嘴轴线。
20.如权利要求19所述的气相沉积设备,所述气相沉积设备包括至少三个蒸发源,所述至少三个蒸发源在围绕所述可旋转鼓轮的圆周方向上一个接一个布置,每个蒸发源定义出在所述弯曲鼓轮表面上延伸10°或更大及45°或更小的角度范围的涂覆窗,其中相邻蒸发源的导管长度方向分别围绕10°或更大及45°或更小的角度。
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