本發明專利技術公開一種薄膜沉積裝置及方法，薄膜沉積裝置用于在襯底上形成薄膜層，包括加熱由載氣攜帶的沉積材料的加熱模塊和向所述加熱模塊供料的進料總管，所述加熱模塊包括將所述載氣及所述載氣攜帶的沉積材料加熱形成混合氣體的加熱部件及套設在所述加熱部件外部的外殼體，所述外殼體與所述加熱部件之間形成密封的腔體，所述外殼體開設有使所述混合氣體噴出以在所述襯底上形成薄膜層的噴涂口，所述加熱部件與所述外殼體之間還設有套在所述加熱部件外的擴散管，所述擴散管與所述加熱部件之間形成加熱腔，所述擴散管具有允許所述混合氣體通過的擴散孔。本發明專利技術克服了現有的薄膜沉積裝置的成膜厚度不一致的缺點，提供一種成膜厚度一致的薄膜沉積裝置。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及鍍膜領域，具體為。
技術介紹
在鍍膜領域，VTD是一種廣泛應用的薄膜沉積系統，使用該系統可使薄膜沉積速度快，成膜質量高。噴涂源是該系統最為關鍵的部件之一，專利號為US6037241的美國專利文獻公開了一種半導體材料沉積方法和裝置，該裝置的噴涂源包括一可滲透的加熱元件，氣體攜帶半導體材料通過該可滲透的加熱部件時，生成一種氣體，該氣體在玻璃板上沉積為半導體層。該可滲透元件是管狀的，沿其長度方向被加有電壓以提供熱量，氣體和粉末狀的半導體被引進管狀的可滲透元件并以氣體形態從可滲透元件向外流出。環繞管狀可滲透元件設有一罩體，罩體設有一開口，氣體通過該開口流出以進行半導體層沉積。公開號為 US20090246940A1的美國專利文獻公開了一種在底板上沉積材料的系統及方法，該系統的噴涂源包括一套管，例如一陶瓷材料的套管，一加熱器及一進料管。一陶瓷套管套在加熱器夕卜，加熱器可為可滲透的加熱器，加熱器內設有進料管。套管可包括一個或多個分散孔，以在底板上提供半導體層。以上兩種薄膜沉積系統的噴涂源，氣體進入加熱部件被加熱后從加熱部件擴散出來，即加熱部件和滲透擴散部件為同一部件，一般采用碳化硅陶瓷管，碳化娃陶瓷管一方面作為加熱部件可將氣體和需要沉積的材料加熱形成氣體，另一方面具有微孔可使氣體擴散出來。這種噴涂源的結構比較簡單，但具有如下缺陷經過一段時間的使用，碳化硅陶瓷管的電阻變大，加熱效率不可避免下降，為了保證足夠大的加熱效率，需要更換。而碳化硅陶瓷管的微孔的分布均勻程度會受到制備工藝的影響，而微孔的分布會影響氣體分布的均勻程度從而影響薄膜厚度的均勻程度。因此，更換了碳化硅陶瓷管后，即使經過精心地調整工藝，也會對薄膜厚度的一致性產生一定影響。
技術實現思路
本專利技術解決的技術問題在于克服現有的薄膜沉積裝置成膜厚度不一致的缺點，提供一種成膜厚度一致的薄膜沉積裝置。本專利技術提供的薄膜沉積裝置，用于在襯底上形成薄膜層，包括加熱并由載氣攜帶的沉積材料的加熱模塊和向所述加熱模塊供料的供料總管，所述加熱模塊包括將所述載氣及所述載氣攜帶的沉積材料加熱形成混合氣體的加熱部件及套設在所述加熱部件外部的外殼體，所述外殼體與所述加熱部件之間形成密封的腔體，所述外殼體開設有使所述混合氣體噴出以在所述襯底上形成薄膜層的噴涂口，所述加熱部件與所述外殼體之間還設有套在所述加熱部件外的擴散管，所述擴散管與所述加熱部件之間形成加熱腔，所述擴散管具有允許所述混合氣體通過的擴散孔。作為優選，所述加熱部件為兩端接有電極的圓柱狀加熱棒，所述電極與外部電源相連接，所述外殼體和所述擴散管均為與所述加熱棒同軸的圓管狀。作為進一步的優選，所述擴散管外壁纏繞有用于加熱的電阻絲。作為進一步的優選，所述擴散管與所述加熱部件之間的所述加熱腔內還設有多個進料管，多個所述進料管環繞所述加熱部件均勻設置，每個所述進料管的軸線均與所述加熱棒的軸線平行，所述進料管與所述進料總管相連通，所述進料管位于加熱部件和擴散管之間的部分具有多個使所述載氣和沉積材料從所述進料管進入所述擴散管與所述加熱部件之間的小孔，多個所述小孔在所述進料管的管壁上呈陣列排列。作為進一步的優選，所述小孔的直徑為O. 5mm-10mm。作為進一步的優選，相鄰的兩個所述小孔之間的距離為5mm-30mm。作為優選，所述薄膜沉積裝置還包括相對設置以形成電場的兩個偏置電壓極板，其中一個緊靠所述加熱模塊的所述偏置電壓極板開設有使所述混合氣體通過的開口，所述開口與所述加熱模塊的外殼體的噴涂口相對接，所述電場內設有熱電子燈絲，熱電子燈絲成兩列對稱排列在所述開口的兩側，形成熱電子區。作為進一步的優選，兩列所述熱電子燈絲之間的距離為2mm-20mm。 本專利技術還提供一種利用上述的薄膜沉積裝置進行薄膜沉積方法，包括以下步驟(I)由載氣攜帶的沉積材料通過進料總管進入加熱模塊的加熱部件與擴散管之間；(2)利用所述加熱部件將所述載氣及所述載氣攜帶的沉積材料加熱成為混合氣體；(3)被加熱后的所述混合氣體從所述擴散管與所述加熱部件之間擴散到所述擴散管與外殼體之間并進行進一步的混合；(4)所述擴散管與所述外殼體之間的所述混合氣體從所述外殼體的噴涂口噴涂并沉積在要鍍膜的襯底的表面形成薄膜。作為優選，在步驟(2)中對所述載氣及所述載氣攜帶的沉積材料加熱的溫度為600 0C -1000。。。作為優選，在步驟(3)中，所述混合氣體被纏在所述擴散管外壁上的電阻絲再次加熱。作為優選，在步驟(4)中，所述混合氣體被所述熱電子絲產生的熱電子撞擊而帶電，并經電場加速后在所述襯底上沉積生成薄膜。本專利技術所述的薄膜沉積裝置及方法和現有技術相比，具有以下有益效果I、本專利技術提供的薄膜沉積裝置的加熱部件與擴散管是分體的，當加熱部件達到使用壽命時，僅需要更換加熱部件，不需要更換擴散管，因此，可防止更換擴散管導致的薄膜厚度不一致的情況發生，從而提高了薄膜的質量。2、采用多根均勻排列的進料管可對加熱部件與擴散管之間的空間進行均勻供料，不僅提高了熱量的利用率，還使形成的混合氣體更加均勻。3、混合氣體經過熱電子燈絲形成的熱電子區時，混合氣體粒子被熱電子撞擊而帶弱電，經過電場的加速，能量增大，形成的薄膜膜層致密、附著力強且結晶性強。另外，經過熱電子處理后，混合氣體的團簇粒子所帶電荷極性相同，由于庫倫力的作用，團簇不會進一步發生，減少了噴涂法經常出現的團聚現象，進一步提高了薄膜的質量。附圖說明圖I為本專利技術一個實施例的薄膜沉積裝置的橫向剖視圖；圖2為本專利技術一個實施例的薄膜沉積裝置的縱向剖視圖。附圖說明I-加熱模塊，3-加熱部件，4-外殼體，5-擴散管，6-噴涂口，7_外部電源，8_進料管，9-偏置電壓極板，10-開口，11-熱電子燈絲，12-襯底，13-燈絲電源，14-偏置電源，15-進料總管，16-供氣管，17-供料管。具體實施例方式圖I為本專利技術一個實施例的薄膜沉積裝置的橫向剖視圖，圖2為本專利技術一個實施例的薄膜沉積裝置的縱向剖視圖。如圖I和圖2所示，本專利技術提供的薄膜沉積裝置，用于在襯底12上形成薄膜層，包括加熱載氣及載氣攜帶的沉積材料的加熱模塊I和向所述加熱模·塊I供料的進料總管15，所述進料總管15與供氣管16和供料管17相連接，載氣為惰性氣體，如He、Ar或N2，需要沉積的材料為粉末狀，被所述載氣攜帶進入加熱模塊I。所述加熱模塊I包括加熱部件3及罩設在所述加熱部件3外部的外殼體4,所述外殼體4與所述加熱部件3之間形成密封的腔體，所述加熱部件3與所述外殼體4之間還設有擴散管5，所述擴散管5與所述加熱部件3之間形成加熱空間，擴散管5的長度小于所述外殼體4的長度，被罩在所述外殼體4內。擴散管5為耐高溫多孔金屬材料或者耐高溫多孔非金屬材料，所述擴散管5的管壁上具有允許混合氣體通過的擴散孔，所述擴散孔為微米級貫穿孔。在加熱空間內，所述加熱部件3將所述載氣和沉積材料加熱形成混合氣體，混合氣體可通過擴散孔進入擴散管5與外殼體4之間，在擴散管5與外殼體4之間進行進一步的均勻混合。所述外殼體4的兩端是密封的，采用莫來石或其它耐高溫材料制成，所述外殼體4的壁上開設有使所述混合氣體噴出以在所述襯底12上形成薄膜層的噴涂口 6，所述噴涂口 6為一寬度為Imm-IOmm的狹縫，混合氣體自所述外殼的噴涂口本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種薄膜沉積裝置，用于在襯底上形成薄膜層，包括加熱由載氣攜帶的沉積材料的加熱模塊和向所述加熱模塊供料的進料總管，所述加熱模塊包括將所述載氣及所述載氣攜帶的沉積材料加熱形成混合氣體的加熱部件及套設在所述加熱部件外部的外殼體，所述外殼體與所述加熱部件之間形成密封的腔體，所述外殼體開設有使所述混合氣體噴出以在所述襯底上形成薄膜層的噴涂口，其特征在于：所述加熱部件與所述外殼體之間還設有套在所述加熱部件外的擴散管，所述擴散管與所述加熱部件之間形成加熱腔，所述擴散管具有允許所述混合氣體通過的擴散孔。
【技術特征摘要】
1.一種薄膜沉積裝置，用于在襯底上形成薄膜層，包括加熱由載氣攜帶的沉積材料的加熱模塊和向所述加熱模塊供料的進料總管，所述加熱模塊包括將所述載氣及所述載氣攜帶的沉積材料加熱形成混合氣體的加熱部件及套設在所述加熱部件外部的外殼體，所述外殼體與所述加熱部件之間形成密封的腔體，所述外殼體開設有使所述混合氣體噴出以在所述襯底上形成薄膜層的噴涂口，其特征在于所述加熱部件與所述外殼體之間還設有套在所述加熱部件外的擴散管，所述擴散管與所述加熱部件之間形成加熱腔，所述擴散管具有允許所述混合氣體通過的擴散孔。2.根據權利要求I所述的薄膜沉積裝置，其特征在于所述加熱部件為兩端接有電極的圓柱狀加熱棒，所述電極與外部電源相連接，所述外殼體和所述擴散管均為與所述加熱棒同軸的圓管狀。3.根據權利要求2所述的薄膜沉積裝置，其特征在于所述擴散管外壁纏繞有用于加熱的電阻絲。4.根據權利要求2或3所述的薄膜沉積裝置，其特征在于所述擴散管與所述加熱部件之間的所述加熱腔內還設有多個進料管，多個所述進料管環繞所述加熱部件均勻設置，每個所述進料管的軸線均與所述加熱棒的軸線平行，所述進料管與所述進料總管相連通，所述進料管位于加熱部件和擴散管之間的部分具有多個使所述載氣和沉積材料從所述進料管進入所述擴散管與所述加熱部件之間的小孔，多個所述小孔在所述進料管的管壁上呈陣列排列。5.根據權利要求4所述的薄膜沉積裝置，其特征在于所述小孔的直徑為O.5_-10_。6.根據權利要求4所述的薄膜沉積裝置，其特征在于相鄰的兩個所述小孔之間的距離為 5m...
【專利技術屬性】
技術研發人員：蔣猛，劉志強，何吉剛，
申請(專利權)人：無錫尚德太陽能電力有限公司，四川尚德太陽能電力有限公司，
類型：發明
國別省市：
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