[发明专利]一种控制蒸发源材料水分及杂质的方法及装置

说明书

本发明公开了一种控制蒸发源材料水分及杂质的方法，包括以下步骤：第一检验：操作对象为质量管理部门，对蒸发源来料按照检验规范要求进行检验，对不合格产品进行退货；储存：当蒸发源来料符合检验规范后，对其进行特定环境下储存；装填：将待使用的蒸发源装入预热循环系统中的蒸发容器中，待对蒸发源进行预热循环；预热循环：对待使用的蒸发源进行加热排水分除杂质；第二检验：对热循环后的蒸发材料进行检验；上线安装：将预热循环后蒸发容器安装到腔室蒸发容器位置上；蒸发镀膜：在真空环境中对蒸发源进行蒸镀，形成薄膜产品；第三检验：在蒸镀过程中用对腔室内工艺条件进行检验。可有效减少蒸发源材料中的水分及杂质。

技术领域

本发明涉及蒸发镀膜技术领域，尤其是涉及一种控制蒸发源材料水分及杂质的方法及装置。

背景技术

蒸发镀膜常称真空镀膜；其特点是在真空条件下，材料蒸发并在玻璃表面上凝结成膜，再经高温热处理后，在衬底表面形成附着力很强的膜层。目前有70多种元素、50多种无机化合物材料和多种合金材料可供选择。PVD工艺的首要条件是在真空条件下操作,因为限量以上的残余气体会影响膜的成分和性质。为了实现镀膜工艺，要求残余气体的压力为0.1～1Pa。

RGA(残余气体分析仪)是由一个离子源，一个质量分光仪和一个监测单元组成。当残余气体与从高温金属丝释放的热电子碰撞后，它将被离子化。这些产生的离子会加速会合到质量能谱仪上，在质量能谱仪上，直流和交流电压被应用到四个圆柱形的电极上(方形排列)，从而让离子因质量的不同而被分离开。这些被分开的离子通过法拉第杯作为直流电流被发现，这种离子电流是与残余气体的质量成比例的。

真空计(Vacuum Gauge)，又名真空表，是测量真空度或气压的仪器；一般是利用不同气压下气体的某种物理效应的变化进行气压的测量；在科研和工业生产中广泛使用。光学涂层(Coated Optics)：一种在高性能镜头涂镀上一层特殊材质以减少光反射和光色散的技术。

在高真空中用加热蒸发的方法使源物质转化为气相，然后凝聚在基片表面的方法，也简称蒸镀；在高真空中，将源物质加热到高温，相应温度下的饱和蒸气向上散发，蒸发原子在各个方向的通量并不相等。基片设在蒸气源的上方阻挡蒸气流，蒸气则在基片上形成凝固膜。为了补充凝固蒸气，蒸发源要以一定的速度连续供给蒸气。

现有真空热蒸发制膜主要采用两种方法，共蒸发和溅射再化合反应；1.共蒸发：以CIGS电池成膜工艺为例，采用多种蒸发源(Cu、In、Ga、Se)用热蒸发形成蒸汽再冷凝沉积到衬底材料上，此种方法成膜质量好，研究多，但大面积均匀性差，成本高，现已发展为：一步法、两步法、三步法。2.溅射后硒化：是指首先真空环境中溅射制备金属膜，再对其进行化合反应(真空或氩气环境下高温蒸发非金属，非金属蒸汽与预制膜反应生成化合物)，常用较活泼非金属，如硒或硫。

上述两种蒸发制备薄膜的方法，均对蒸发源纯度及干燥度有极高的要求，主要因素为水分和杂质，这两种对蒸镀膜层的性能有巨大影响。真空腔室中蒸发源含水分受加热挥发，水汽造成腔室压力上升，沉积速率改变且水会掺杂进膜层中引起薄膜附着力下降，造成如太阳能电池或半导体器件性能及寿命的衰减。而蒸发源中的部分杂质在加热气化最终掺杂进膜层中，部分会影响膜层结晶的生长，造成晶体缺陷，极大影响成膜的质量。