CN1924080A - 加热器和具有该加热器的汽相沉积源 - Google Patents

加热器和具有该加热器的汽相沉积源 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种加热器和一种具有该加热器的汽相沉积源，通过确保熔化罐的温度均匀性，能够在板上镀均匀厚度的材料。该加热器设置在一个沉积装置的熔化罐的上侧或下侧至少之一上，用于加热所述熔化罐。该加热器包括复数个有不均匀的节距的弯曲。该加热器中心部分的节距比在所述加热器两个边缘部分处的节距大。这样，所述复数个有不均匀节距的弯曲可降低加热器的中心部分与加热器的边缘部分之间的温度差，从而使镀料蒸发均匀，进而使镀料的厚度均匀。

Description

加热器和具有该加热器的汽相沉积源
相关申请的引用
本申请要求2005年8月30日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请10-2005-0080280的优先权，该日提交的申请全文按引用并入本申请。
技术领域
本发明涉及一种加热器和具有该加热器的汽相沉积源，更具体而言，涉及这样一种加热器和汽相沉积源，其能够通过确保熔化罐的均匀温度而在一个板上镀均匀厚度的材料。
背景技术
有几种在板上形成薄膜的方式，包括物理汽相沉积(PVD)(例如蒸镀、离子镀以及溅镀)，和借助气体反应的化学汽相沉积(CVD)。
总体而言，在包括半导体器件、有机发光二极管(OLED)等等的许多领域中，通过利用蒸发的真空镀法形成薄膜。在利用蒸发的真空镀法中，可以使用一种间接(或者感应)加热型蒸发源。
间接加热型蒸发源把装在一个熔化罐中的镀料加热到设定的温度，以蒸发所述镀料。所述间接加热型蒸发源包括一个加热器，用于加热所述熔化罐；和一个喷嘴部分，用于向一个板喷射从加热的熔化罐放出的镀料。
然而，与溅射沉积相比，使用间接加热型镀法镀大尺寸的材料较为困难。因此，为了使用间接加热型镀法镀大尺寸的材料，就需使用成排布置的各种蒸发源或者使用线型蒸发源。
图1示意性地示出使用现有线型蒸发源的一个例子，图2示出一种长方体型熔化罐120。在图1中，蒸发源100包括长方体型的壳体110、安装在壳体110内的熔化罐120、用于加热熔化罐120的加热器(未示出)、覆盖该加热器的绝缘部分、和喷嘴部分，所述喷嘴部分包括喷射嘴140以向外部喷射镀料。在图2中，所示喷射嘴140与熔化罐120连接。
图1中，用于阻挡镀料的热的第一阻热板180安装在用于喷射从熔化罐120蒸发的镀料的喷射嘴140的一个端部，而用于阻止镀料发散和辐射热扩散到壳体110外部的第二阻热板190安装在第一阻热板180的上部和下部。
还有，一个厚度计142安装在蒸发源100的一侧，用于测量经喷射嘴140喷射的镀料的镀层厚度。
熔化罐120形成为一种有最佳容纳空间的长方体型熔化罐。在图1中，熔化罐120装在壳体100中。在一个实施方式中，为了保证板上材料的均匀性，喷射嘴140相对于熔化罐按随机间隔布置。
熔化罐120容纳镀料，而加热器布置在熔化罐120附近，以加热所述熔化罐。根据所需要的，该加热器可以既安装在所述熔化罐的上侧也安装在所述熔化罐的下侧，或者也可以只安装在所述熔化罐的上侧或者下侧之一。
图3示出一个现有的加热器130。
参见图3，使用加热器130加热长方体型熔化罐120。加热器130的尺寸可以覆盖高度固定和长度固定的熔化罐120的至少一侧。另外，可以把加热器130制造为将熔化罐120容纳于其中。
还有，为了向加热器130供电，将电线连接到加热器130，并且布置一个向所述电线供电的电源部分。在一个实施方式中，安装一个盒(未示出)以覆盖所述电源部分的外侧，以便向加热器130安全地供电。如图3中所示，现有加热器130弯曲成具有等间隔的设定节距，从而，考虑到热传导和热阻抗，加热器130形成为可以对一个给定区域产生最优的热量。
然而，在弯曲成具有按规则间隔的相同节距的加热器130中，利用外部电源供电的加热器130所辐射的热不是均匀地提供到整个熔化罐120上的，因为在加热器130的中心部分辐射的热比在加热器130的边缘部分辐射的热多。因此，从熔化罐120的中心部分比从熔化罐120的边缘部分有更多的蒸发，因而在板上镀的镀料的厚度是不均匀的。
换言之，由于熔化罐120的中心部分加热到比熔化120的左边缘和右边缘更高的温度，因此，镀在板上的镀料的中心部分比其边缘部分要厚。
发明内容
因此，本发明的一个方面提供一种加热器和一种汽相沉积源，通过均匀地分布加热温度，能够降低加热器中心部分和边缘部分的温度差异，和/或通过确保材料的均匀蒸发能够在板上镀均匀厚度的材料。
本发明的一个实施例提供一种加热器，该加热器设置在一个沉积装置的熔化罐的上侧或下侧至少之一上，用于加热所述熔化罐。该加热器包括复数个有不均匀的节距的弯曲。该加热器中心部分的节距比在所述加热器的两个边缘部分处的节距大。
在本发明的一个实施例中，所述中心部分的节距与所述边缘部分的一个节距之比的范围约为1.5至5。在一个实施例中，该加热器包括从所述加热器任一边缘部分向加热器中心部分逐渐增加的节距间隔。
本发明的另一个实施例提供一种汽相沉积源，具有壳体、装在所述壳体中用于容纳沉积材料的熔化罐、设置在所述熔化罐上侧或下侧至少之一上用于加热所述熔化罐的平面型加热器，和喷嘴部分，所述喷嘴部分包括用于喷射从熔化罐蒸发的沉积材料的喷射嘴。在此，该加热器的中心部分的节距比该加热器两个边缘部分处的节距大。
附图说明
附图与说明一起阐述本发明的一些示例性实施例，并且与描述一起用来解释本发明的原理。
图1示意性地示出现有线型蒸发源的一个例子；
图2示出一种现有的熔化罐；
图3示出一种现有的加热器；
图4示出根据本发明的加热器的一个实施例；
图5示出根据本发明的加热器的另一个实施例；
图6是一个示出对现有的加热器的模拟结果的图；和
图7是一个示出对根据本发明的加热器实施例模拟结果的图。
具体实施方式
附图与说明一起阐述本发明的一些示例性实施例，并且与描述一起用来解释本发明的原理。
图4示出根据本发明的加热器230的一个实施例。加热器230用于加热一个长方体型熔化罐，并且可以覆盖宽度、高度和长度一定的熔化罐的至少一侧。还有，根据条件，加热器230可以安装在所述熔化罐的上侧和下侧，也可以只安装在所述熔化罐的上侧或者下侧之一上。
加热器230形成为平面型加热器，并且蒸发在熔化罐内的镀料(或者说装料)，带有一个安装好的电源部分(未示出)，用于向加热器230供电。
换言之，只有当从加热器230辐射的热量均匀地分布在整个加热器230上时，热才能够均匀地传递到熔化罐中的镀料上；于是蒸发均匀地进行，而将镀料均匀地镀在板上。
然而，在一个线型加热器中，加热器中心部分的温度高于加热器边缘部分的温度，主要是因为热是从连接到加热器两个边缘部分的电极部分耗散的，并且随着加热器总温度的上升温度差加大。
于是，为了确保整个加热器的温度均匀性，需要增加线型加热器的两个边缘部分处辐射的热量。即，通过提高在加热器两个边缘部分的温度，可以获得一定的均匀性。
因此，参见图4，通过使用不规则的节距间隔，本发明一个实施例中的加热器230通过使加热器230两个边缘部分能够辐射更多的热来确保温度的均匀性。
换言之，通过在加热器230中心部分省略至少一个弯曲，加热器230在其中心部分形成一个较宽的节距(a)，并且在加热器230两个边缘部分形成一个较窄的节距(b)。
在此，在本发明的一个实施例中，所述中心部分的节距(a)与所述边缘部分的一个节距(b)之比(a/b)约为1.5至5。还有，根据加热器230的材料和特性，比例(a/b)可以在1.5至5的范围内改变。
还有，根据本发明的一个实施方式，只在所述中心部分形成一个节距(a)，但是根据本发明的另一个实施方式，可以在中心部分形成多个节距(a)。
综上所述，通过调节加热器230辐射热的面积，图4的加热器230可以确保所述熔化罐的温度均匀性，从而确保镀料的均匀厚度。
图5示出根据本发明的加热器330的另一个实施例。在图5中，所示加热器330具有从所述加热器330边缘部分向加热器330的中心部分逐渐地增加的节距间隔。
换言之，从加热器330两个边缘部分向加热器330的中心部分，节距间隔以(P1)＞(P2)＞(P3)的量级逐渐加宽，从而在中心部分的节距(P1)最宽，而在边缘部分的节距(P3)最窄。
通过调节加热器330辐射热的面积，图5的加热器330也可以确保所述熔化罐的温度均匀性，从而确保镀料的均匀厚度。
图6是一个示出对现有的加热器的模拟结果的图，图7是一个示出对根据本发明的加热器实施例的模拟结果的图。如在图6和图7中所示，在具有相同节距的现有加热器(例如加热器130)的情况下，熔化罐的最高温度(Tmax)是1164℃，最低温度(Tmin)是1051℃，形成113℃的温度差和5.1％的均匀度。与此相对，在根据本发明的中心部分的节距比边缘部分的节距宽的实施例(例如加热器230或者加热器330)的情况下，熔化罐的最高温度(Tmax)是1125℃，最低温度(Tmin)是1060℃，形成65℃的温度差和2.9％的均匀度。
以此方式，与现有加热器(例如加热器130)相比，根据本发明实施例的加热器(例如加热器230或者加热器330)把熔化罐的最高和最低温度差降低到约一半(1/2)，并且把均匀度提高到2.9％。
因此，由于本发明的加热器显著提高了熔化罐的温度均匀性，因而镀料的蒸发变得均匀，使所镀的材料厚度均匀，从而提高装置的成品率和生产率。
尽管结合一些示例性实施例说明了本发明，但是本领域技术人员应当理解，本发明不限于所公开的实施方式，相反，本发明欲涵盖包括在所附权利要求书及其等同替换中的精神和范畴之内的各种修改。

Claims (11)

1.一种加热器，该加热器设置在一个沉积装置的熔化罐的上侧或下侧至少之一上，用于加热所述熔化罐，所述加热器包括：
复数个有不均匀节距的弯曲，
其中该加热器中心部分的节距比在该加热器两个边缘部分处的节距大。
2.如权利要求1所述的加热器，其中所述中心部分的节距与所述边缘部分的一个节距之比的范围约为1.5至5。
3.如权利要求1所述的加热器，其中所述加热器包括从该加热器任一边缘部分向该加热器中心部分逐渐增加的节距间隔。
4.一种汽相沉积源，包括：
壳体；
装在所述壳体中、用于容纳沉积材料的熔化罐；
设置在所述熔化罐上侧或下侧至少之一上、用于加热该熔化罐的平面型加热器，其中该加热器中心部分的节距比在该加热器两个边缘部分处的节距大；和
喷嘴部分，包括用于喷射从熔化罐蒸发的沉积材料的喷射嘴。
5.如权利要求4所述的汽相沉积源，其中所述中心部分的节距与所述边缘部分的一个节距之比的范围约为1.5至5。
6.如权利要求4所述的汽相沉积源，其中所述加热器形成为，从该加热器边缘部分向该加热器中心部分，节距间隔逐渐增加。
7.一种用于均匀加热一个沉积装置的熔化罐的加热器，所述加热器包括：
复数个有不均匀节距的弯曲，
其中该加热器中心部分的节距比在该加热器两个边缘部分处的节距大。
8.如权利要求7所述的加热器，其中所述加热器布置在所述熔化罐的上侧或下侧至少之一上，用于加热所述熔化罐。
9.如权利要求7所述的加热器，其中通过取消加热器中心部分处的弯曲来形成所述复数个有不均匀节距的弯曲。
10.如权利要求7所述的加热器，其中所述中心部分的节距与所述边缘部分的一个节距之比的范围约为1.5至5。
11.如权利要求7所述的加热器，其中所述加热器包括从该加热器任一边缘部分向该加热器中心部分逐渐增加的节距间隔。
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