[實(shí)用新型]一種成膜裝置及成膜源

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720311568.4
• 申請(qǐng)日: 2017-03-28
• 公開（公告）號(hào): CN206599607U
• 公開（公告）日: 2017-10-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田寧;趙云;張為蒼;李建華;楊輔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 信利半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號(hào): C23C14/24
• 分類號(hào): C23C14/24;C23C14/54
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司44102
• 代理人: 鄧義華,陳衛(wèi)

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及了一種成膜裝置、成膜方法及成膜源。

背景技術(shù)

在當(dāng)今科技飛速發(fā)展的今天，薄膜器件應(yīng)用在各大領(lǐng)域，精確地控制薄膜的厚度及均勻性，是決定薄膜器件精密性的一項(xiàng)重要指標(biāo)，由此對(duì)成膜設(shè)備的精度也提出了更高的要求。

歸結(jié)傳統(tǒng)的成膜方法，主要有幾種：濺射鍍膜、離子鍍、分子束外延、旋涂成膜等，在這其中真空蒸鍍是制作薄膜最一般的方法。這種真空蒸鍍方法就是把裝有基片的真空室抽成真空，使氣體壓強(qiáng)達(dá)到10^-4Pa以下，然后加熱鍍料，使原子或分子從表面氣化逸出，形成蒸氣流，入射到基片表面，凝結(jié)形成固態(tài)薄膜。如圖1所示，這種蒸鍍?cè)O(shè)備，一般由幾部分組成：抽真空系統(tǒng)（真空泵）、坩堝2’、加熱系統(tǒng)（電阻絲）、監(jiān)控系統(tǒng)（膜厚控制儀以及溫度傳感器）、控制終端、腔體1’、擋板等。

在理想的情況下，蒸氣流在真空環(huán)境下以設(shè)置好的蒸鍍速率從坩堝2’中逸出，均勻地鋪在勻速旋轉(zhuǎn)的基板3’上，倘若監(jiān)測(cè)到蒸鍍速率偏離目標(biāo)值，便通過控制電阻絲的功率來調(diào)節(jié)達(dá)到目標(biāo)設(shè)置蒸鍍速率。但是這種控制方式存在以下弊端：

1.它對(duì)鍍料材料要求比較嚴(yán)格，它要求鍍料為在一定溫度下穩(wěn)定蒸發(fā)的材料。這就使得一些先進(jìn)材料在生產(chǎn)中受限。蒸鍍的有機(jī)材料分為熔融性材料和升華性材料兩大類，熔融性材料在蒸鍍過程中比較穩(wěn)定，而升華性材料則在蒸鍍過程中存在速率很不穩(wěn)定的情況，速率不穩(wěn)定，成膜的均勻性也會(huì)存在很大問題，繼而影響器件的整體性能。

2. 會(huì)造成材料的浪費(fèi)。主要表現(xiàn)在：生產(chǎn)過程中為了蒸鍍到基板的薄膜材料比較均勻，一般會(huì)提前加熱坩堝中的鍍料，使其達(dá)到穩(wěn)定速率后再移入基板進(jìn)行蒸鍍。鍍料在達(dá)到穩(wěn)定速率之前是浪費(fèi)掉的，同時(shí)這部分氣體逸出凝結(jié)在腔體其他地方，而且清洗非常不便。此外，材料的浪費(fèi)還表現(xiàn)在，生產(chǎn)中為了不改變腔體的真空度，會(huì)減少開腔的次數(shù)，于是會(huì)一次性加入足夠維持很長(zhǎng)一段時(shí)間的鍍料，這樣做的結(jié)果就是如果加的少，影響生產(chǎn)，加的多則開腔后這些昂貴的鍍料就會(huì)因此浪費(fèi)掉，加上生產(chǎn)總有突發(fā)情況，更無法準(zhǔn)確估計(jì)鍍料的用量。

3. 為了保證鍍料以點(diǎn)源的形式蒸發(fā)，一般盛裝鍍料的坩堝為一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的圓柱容器。但實(shí)際生產(chǎn)中，圓柱容器上段的材料與下段的材料的蒸鍍速率不一致，導(dǎo)致成膜不均勻。

4. 蒸鍍的溫度與速率之間為一個(gè)比較復(fù)雜的關(guān)系，無法特別精密的配合，這也是導(dǎo)致成膜不均勻的一個(gè)重要的因素。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供了一種成膜裝置，解決傳統(tǒng)成膜裝置在實(shí)際生產(chǎn)中存在的鍍料浪費(fèi)、速率難以控制、成膜不均勻等問題；特別是解決針對(duì)蒸鍍速率不穩(wěn)定的升華性材料成膜時(shí)速率無法控制的問題；本成膜裝置控制膜厚時(shí)，無需要知道具體的材料蒸氣壓與溫度之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，只需要了解恒溫容器的壓力與膜厚之間的簡(jiǎn)單關(guān)系，簡(jiǎn)化工作難度，提高生產(chǎn)效率以及良品率。

本實(shí)用新型又提供了一種應(yīng)用在上述成膜裝置的成膜源。

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種成膜裝置，其具有把室內(nèi)設(shè)置成真空或減壓狀態(tài)的成膜室、和在該成膜室內(nèi)將成膜材料成膜于基板上的被成膜面上的成膜源，所述成膜源包括將成膜材料加熱使其蒸發(fā)或升華為氣態(tài)的加熱坩堝、和與加熱坩堝氣密連通的至少兩個(gè)緩沖件以及用于實(shí)現(xiàn)每一緩沖件伸縮移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)件；其中，

所述加熱坩堝包括用于收容所述成膜材料的坩堝以及用于加熱所述坩堝內(nèi)的成膜材料的加熱件；

每一所述緩沖件包括與所述坩堝氣密連通的恒溫容器、位于所述恒溫容器底部的下閥門、位于所述恒溫容器頂部的上閥門和出氣口、用于檢測(cè)所述恒溫容器的氣壓的壓力傳感器；

所述成膜裝置還包括控制器，其分別與所述加熱件、下閥門、上閥門、壓力傳感器及驅(qū)動(dòng)件連接控制。

在本實(shí)用新型中，所述恒溫容器為規(guī)則形狀的保溫容器。

在本實(shí)用新型中，所述坩堝頂部設(shè)置有一活動(dòng)開口。

在本實(shí)用新型中，所述成膜裝置還包括在所述蒸鍍位上方的活動(dòng)擋板，打開擋板使成膜材料成膜于所述擋板面上，關(guān)閉擋板使成膜材料成膜于所述被成膜面上。

在本實(shí)用新型中，所述成膜材料為升華性蒸鍍材料。

一種成膜源，其包括將成膜材料加熱使其蒸發(fā)或升華為氣態(tài)的加熱坩堝、和與加熱坩堝氣密連通的至少兩個(gè)緩沖件以及用于實(shí)現(xiàn)每一緩沖件伸縮移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)件；

所述加熱坩堝包括用于收容所述成膜材料的坩堝以及用于加熱所述坩堝內(nèi)的成膜材料的加熱件；