專利名稱：用于真空鍍膜設(shè)備的加熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于真空熱蒸鍍技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于真空鍍膜設(shè)備的加 熱裝置。
背景技術(shù)：
真空鍍膜技術(shù)作為薄膜制備的一種重要手段，在現(xiàn)代微電子技術(shù)和微器 件制備中占有特殊重要的地位；這種技術(shù)是指在真空環(huán)境下利用物理或化學(xué) 手段在工件表面沉積一層具有特殊用途膜層的表面處理方法。 一般將真空鍍 膜技術(shù)分為兩大類 一類是物理氣相沉積，稱為PVD;另一類是化學(xué)氣相沉 積，稱為CVD;其中最簡(jiǎn)單最常用的就是熱蒸發(fā)，即利用物質(zhì)受熱后的蒸發(fā) 或升華將其轉(zhuǎn)化為氣態(tài)再沉積在基片表面。與此相應(yīng)的真空鍍膜設(shè)備一般包 括蒸鍍室、轉(zhuǎn)架系統(tǒng)、抽氣系統(tǒng)、進(jìn)氣系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和加熱裝 置；所述加熱裝置一般包括蒸鍍?nèi)萜骱图訜崞?。使用時(shí)，將基片固定于轉(zhuǎn)架 系統(tǒng)上，將蒸鍍材料置于蒸鍍?nèi)萜髦?，再利用加熱器加熱該蒸鍍?nèi)萜?，使?內(nèi)的蒸鍍材料轉(zhuǎn)化為氣態(tài)沉積在基片表面，從而達(dá)到蒸鍍成膜的目的。在實(shí) 際應(yīng)用中，通常需要在基片上連續(xù)蒸鍍?nèi)舾蓪硬煌牧系哪?，因而在一個(gè) 真空鍍膜設(shè)備種通常設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)配套的蒸鍍?nèi)萜骱图訜崞?，每個(gè)蒸鍍?nèi)萜髦?放置一種蒸鍍材料，按照實(shí)際需求依次將各種蒸鍍材料轉(zhuǎn)化為氣態(tài)再沉積在 基片表面，從而完成基片的復(fù)數(shù)層膜層的制備。
現(xiàn)有的加熱裝置大都是傳統(tǒng)的外熱式，如附圖1所示的美國(guó)RD Mathis 公司生產(chǎn)的一種蒸鍍?nèi)萜骱鸵环N加熱器，將蒸鍍?nèi)萜鱨置于加熱器2之中， 當(dāng)加熱器的正負(fù)兩極通入電流后，加熱絲蠊旋狀部分產(chǎn)生髙熱，從而對(duì)蒸鍍 容器中的材料進(jìn)行加熱。盡管人們已經(jīng)制備了形狀各異、結(jié)構(gòu)材料各異的蒸 鍍?nèi)萜饕约凹訜崞?，但采用這種外熱式方法進(jìn)行材料蒸鍍時(shí)，存在如下問(wèn)題 (l)由于加熱器包裹在蒸鍍?nèi)萜鞯耐鈧?cè)，大量的熱量會(huì)通過(guò)熱輻射向外散發(fā) 掉，而用于加熱蒸鍍?nèi)萜鞯臒崃恐徽己苌俚囊徊糠?，因而熱能的有效利用?很低；(2)上述向外散發(fā)掉的大量熱量增加了蒸鍍室的溫度，使得周邊的其他 蒸鍍?nèi)萜鲀?nèi)的材料發(fā)生蒸發(fā)或升華，從而造成了蒸鍍室內(nèi)材料的交叉污染，
3導(dǎo)致所制備的薄膜和器件性能下降。
針對(duì)上述問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)中大都采用遮擋或冷卻降溫的方式以減少交叉 污染，但其制作成本都非常髙。此外，發(fā)明人曾試圖用內(nèi)加熱的方式，即參 考現(xiàn)有的內(nèi)加熱方式，如燒水的"熱得快"，將加熱器直接置于蒸鍍?nèi)萜鲀?nèi) 來(lái)加熱其中的材料，然而，這種加熱方式存在如下問(wèn)題由于加熱器直接與 蒸鍍材料接觸，在蒸鍍過(guò)程中，蒸鍍材料必定會(huì)附著于加熱器上， 一方面造 成了材料的浪費(fèi)，另一方面也污染了加熱器，使其無(wú)法再應(yīng)用于其他材料的 蒸鍍?nèi)萜髦小?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于真空鍍膜設(shè)備的加熱裝置，以提髙熱能的 利用率，并防止蒸鍍室內(nèi)材料的交叉污染。
為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是 一種用于真空鍍膜設(shè) 備的加熱裝置，包括蒸鍍?nèi)萜骱图訜崞鳎稣翦內(nèi)萜鞯牡撞肯蛏贤蛊鹦纬?導(dǎo)熱槽；所述加熱器的加熱部與所述導(dǎo)熱槽配合加熱。
上文中，所述蒸鍍?nèi)萜鞯牡撞肯蛏贤蛊鹦纬蓪?dǎo)熱槽，是為了將加熱器插 入導(dǎo)熱槽中進(jìn)行加熱，利用蒸鍍?nèi)萜鲗⒓訜崞鞯募訜岵堪饋?lái)，從而防止 了熱輻射向外散發(fā)，使得絕大部分的熱能都是用來(lái)加熱蒸鍍?nèi)萜?，從而大?提髙了熱能的利用率；同時(shí)也避免了向外散發(fā)的熱輻射造成的材料交叉污染 問(wèn)題。因而，所述導(dǎo)熱槽的形狀可以是長(zhǎng)方體形，也可以是其他形狀，只要 和加熱器的加熱部配合即可，以接觸面積最大最佳，以提髙熱傳導(dǎo)面積。所 述蒸鍍?nèi)萜魇乾F(xiàn)有技術(shù)，其組成材料可以是石英、石墨、氮化硼、氧化鋁、 鉭、鉬、鎢、銅、不銹鋼或其它陶瓷和金屬材料。所述加熱器也是現(xiàn)有技術(shù)， 其材料可以是鉭、鉬、鎢、或不銹鋼，優(yōu)選加熱部是體積小巧的加熱器，便 于將加熱部直接整體插入所述導(dǎo)熱槽中，當(dāng)然也可以設(shè)計(jì)加熱器的外形，使 其跟蒸鍍?nèi)萜髋浜希m合于加熱。
上述技術(shù)方案中，所述加熱器的中心部位向上凸起，形成所述加熱部。
進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述導(dǎo)熱槽有2個(gè)，對(duì)稱位于蒸鍍?nèi)萜鞯牡撞恐醒?位置。設(shè)置多個(gè)導(dǎo)熱槽是為了均衡加熱。
本發(fā)明同時(shí)請(qǐng)求保護(hù)上述加熱裝置的蒸鍍?nèi)萜鳎稣翦內(nèi)萜鞯牡撞肯蛏贤蛊鹦纬蓪?dǎo)熱槽。
由于上述技術(shù)方案的采用，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)
1. 本發(fā)明的蒸鍍?nèi)萜鞯撞肯蛏贤蛊鹦纬蓪?dǎo)熱槽，從而可以將加熱器的 加熱部插入導(dǎo)熱槽中進(jìn)行加熱，利用蒸鍍?nèi)萜鲗⒓訜崞鞯募訜岵堪饋?lái)， 從而防止了熱輻射向外散發(fā)，使得絕大部分的熱能都是用來(lái)加熱蒸鍍?nèi)萜骷?其內(nèi)部的蒸鍍材料，從而大大提髙了熱能的利用率；同時(shí)也避免了向外散發(fā) 的熱輻射造成的材料交叉污染問(wèn)題，取得了顯著的效果。
2. 本發(fā)明的加熱器是設(shè)置在蒸鍍?nèi)萜鞯牡撞?，而不和蒸鍍?nèi)萜鲀?nèi)的材 料直接接觸，因而加熱器可以反復(fù)使用，提髙了利用率，同時(shí)也降低了成本。
3. 本發(fā)明的加熱裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且成本較低，適于推廣應(yīng)用。


圖1是背景技術(shù)中加熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖
圖2是本發(fā)明實(shí)施例一的剖視圖
圖3是本發(fā)明實(shí)施例一的俯視圖4是本發(fā)明實(shí)施例一中蒸鍍?nèi)萜鞯牧Ⅲw圖5是圖4的剖視圖6是圖4的又一剖視圖7是本發(fā)明實(shí)施例二的剖視圖8是本發(fā)明實(shí)施例二中加熱器的主視圖9是本發(fā)明實(shí)施例二中加熱器的俯視圖。
其中1、蒸鍍?nèi)萜鳎?、加熱器；3、導(dǎo)熱槽4、加熱部。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述 實(shí)施例一
參見(jiàn)附圖2 6所示， 一種用于真空鍍膜設(shè)備的加熱裝置，包括蒸鍍?nèi)萜?l和加熱器2，所述蒸鍍?nèi)萜鞯牡撞肯蛏贤蛊鹦纬蓪?dǎo)熱槽3;所述加熱器的加 熱部4與所述導(dǎo)熱槽3配合加熱。所述加熱器2的中心部位向上凸起，形成 所述加熱部4。本實(shí)施例的導(dǎo)熱槽的形狀是長(zhǎng)方體形，所述加熱器的加熱部
54也是配合的長(zhǎng)方體形。
上文中，所述蒸鍍?nèi)萜鞯牡撞肯蛏贤蛊鹦纬蓪?dǎo)熱槽，是為了將加熱器插 入導(dǎo)熱槽中進(jìn)行加熱，利用蒸鍍?nèi)萜鲗⒓訜崞鞯募訜岵堪饋?lái)，從而防止 了熱輻射向外散發(fā)，使得絕大部分的熱能都是用來(lái)加熱蒸鍍?nèi)萜?，從而大?提高了熱能的利用率；同時(shí)也避免了向外散發(fā)的熱輻射造成的材料交叉污染 問(wèn)題。所述蒸鍍?nèi)萜魇乾F(xiàn)有技術(shù)，其組成材料可以是石英、石墨、氮化硼、 氧化鋁、鉭、鉬、鎢、銅、不銹鋼或其它陶瓷和金屬材料。所述加熱器也是 現(xiàn)有技術(shù)，其材料可以是鉭、鉬、鎢、或不銹鋼，本實(shí)施例的加熱器外形被 設(shè)計(jì)成長(zhǎng)方體形，使其跟蒸鍍?nèi)萜髋浜?，更適合于加熱；同時(shí)，加熱器中心 部位的加熱部較薄且窄，而兩端的連接電極較厚且寬，使得加熱部的電阻遠(yuǎn) 大于連接電極處，因而熱量絕大部分在加熱部產(chǎn)生。
申請(qǐng)人對(duì)本發(fā)明的加熱裝置和現(xiàn)有的普通外加熱式加熱裝置進(jìn)行了實(shí)
驗(yàn)對(duì)比傳統(tǒng)的加熱裝置所用的蒸鍍?nèi)萜魇求{12.5mm、外徑12.5mm、壁厚 0.8mm的石英坩堝；本實(shí)施例的蒸鍍?nèi)萜鞒说撞肯蛏贤蛊鹦纬蓪?dǎo)熱槽外， 其外部尺寸和形狀與普通的蒸鍍?nèi)萜飨嗤缓蠓謩e在硅片上蒸鍍lOOnm厚 的N，N'-(l-萘基)-N，N，-二苯基-4，4，-聯(lián)苯二胺(簡(jiǎn)稱NPB)的有機(jī)小分子薄膜， 所述NPB的分子式為C44H32N2,結(jié)構(gòu)式為
其玻璃轉(zhuǎn)化溫度(Tg)-99TC;蒸鍍溫度大約為400",在蒸鍍速率為 0.4nm/s的條件下，兩種不同的加熱裝置都需要250s的蒸鍍過(guò)程。實(shí)驗(yàn)證明 傳統(tǒng)的加熱裝置需要100W的加熱功率才能達(dá)到0.4nm/s的蒸鍍速率，而本 發(fā)明的加熱裝置只需要30W的加熱功率就能達(dá)到0.4nm/s的蒸鍍速率因而 大大提高了熱能的利用率；而對(duì)于傳統(tǒng)的加熱裝置，這些近70W的被浪費(fèi) 的功率，通過(guò)熱輻射將在蒸鍍室中引起較嚴(yán)重的材料交叉污染，從而難以達(dá) 到制備合格有機(jī)薄膜的目的。
實(shí)施例二
參見(jiàn)附圖7 9所示， 一種用于真空鍍膜設(shè)備的加熱裝置，包括蒸鍍?nèi)萜?和加熱器2，所述蒸鍍?nèi)萜鞯牡撞肯蛏贤蛊鹦纬蓪?dǎo)熱槽；所述加熱器的加 熱部4與所述導(dǎo)熱槽配合加熱。所述加熱器2的中心部位向上凸起，形成所 述加熱部4。本實(shí)施例的導(dǎo)熱槽的形狀類似于山包形，所述加熱器的加熱部 4也是配合的銳角形狀。
權(quán)利要求
1.一種用于真空鍍膜設(shè)備的加熱裝置，包括蒸鍍?nèi)萜?1)和加熱器(2)，其特征在于所述蒸鍍?nèi)萜鞯牡撞肯蛏贤蛊鹦纬蓪?dǎo)熱槽(3)；所述加熱器的加熱部(4)與所述導(dǎo)熱槽(3)配合加熱。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于真空鍍膜設(shè)備的加熱裝置，其特征在于: 所述加熱器(2)的中心部位向上凸起，形成所述加熱部(4)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用于真空鍍膜設(shè)備的加熱裝置，其特征在于 所述導(dǎo)熱槽(3)有2個(gè)，對(duì)稱位于蒸鍍?nèi)萜鞯牡撞恐醒胛恢谩?br> 4. 一種用于真空鍍膜設(shè)備的加熱裝置的蒸鍍?nèi)萜鳎涮卣髟谟谒?蒸鍍?nèi)萜鞯牡撞肯蛏贤蛊鹦纬蓪?dǎo)熱槽。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于真空鍍膜設(shè)備的加熱裝置，包括蒸鍍?nèi)萜骱图訜崞?，所述蒸鍍?nèi)萜鞯牡撞肯蛏贤蛊鹦纬蓪?dǎo)熱槽；所述加熱器的加熱部與所述導(dǎo)熱槽配合加熱。本發(fā)明提高了設(shè)備的熱能利用率，并防止蒸鍍室內(nèi)材料的交叉污染。
文檔編號(hào)C23C14/24GK101550532SQ20091002761
公開(kāi)日2009年10月7日 申請(qǐng)日期2009年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月14日
發(fā)明者廖良生, 李述湯 申請(qǐng)人:蘇州大學(xué)