KR101128474B1 - Effusion cell with side orifice, the method of manufacturing effusion cell with side orifice and evaporator - Google Patents
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Abstract
본 발명은 측면 방출형 증발원, 그 제작방법 및 증발기에 관한 것이다.
진공속에서 도가니를 가열하여, 도가니에서 방출되는 재료를 기판에 증착하는 방법을 사용하는 증발시스템에서, 도가니와 발열부로 구성되고 도가니의 측면에 형성된 방출구를 갖는 증발원, 그 증발원의 제작방법 및 증발기에 관한 것이다.
본 발명에서는 증발장치용 PBN 도가니와, 상기 도가니의 외부표면에 증착되어 가열에 적합하게 패터닝된 발열부와, 상기 도가니의 측면에 형성된 방출구와, 상기 도가니의 상부를 덮는 PBN 뚜껑과, 상기 뚜껑의 외부표면에 증착되어 가열에 적합하게 패터닝된 발열부를 포함하는 증발원, 그 제작 방법 및 증발기가 제시된다.The present invention relates to a side emission type evaporation source, a manufacturing method thereof and an evaporator.
In an evaporation system using a method of heating a crucible in a vacuum and depositing material emitted from the crucible onto a substrate, an evaporation source comprising a crucible and a heat generating portion and having an outlet formed on the side of the crucible, a method of manufacturing the evaporation source, and an evaporator It is about.
According to the present invention, a PBN crucible for an evaporator, a heating part deposited on an outer surface of the crucible and patterned to be suitable for heating, a discharge port formed on the side of the crucible, a PBN lid covering an upper portion of the crucible, and An evaporation source, a manufacturing method thereof, and an evaporator including an exothermic portion deposited on an outer surface and patterned for heating, are provided.
Description
본 발명은 진공속에서 도가니를 가열하여 도가니에서 방출되는 재료를 기판에 증착하는 방법을 사용하는 분자선선속성장장치(MBE, Molecular Beam Epitaxy)나 유기발광다이오드 증착장치 등과 같은 증발시스템에서 도가니와 발열부로 구성된 증발원, 그 증발원의 제작방법 및 증발기에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 도가니의 외부 표면에 발열 물질을 증착하고 이를 가열에 적합하게 패터닝하여 발열부를 만들고, 상기 도가니의 측면에 방출구를 만들고, 상기 도가니의 상부 개구부를 덮는 뚜껑을 만들고 뚜껑의 외부 표면에 발열 물질을 증착하고 이를 가열에 적합하게 패터닝하여 발열부를 만들고, 상기 발열부에 전류를 주입함으로써 발열부에 직접 접하고 있는 도가니 및 뚜껑을 가열하여 상기 도가니의 측면에 형성된 방출구를 통하여 도가니의 측면으로 원료 물질이 방출되는 증발원, 그 제작 방법 및 증발기에 관한 것이다.The present invention relates to a crucible and a heating part in an evaporation system such as a molecular beam growth apparatus (MBE, Molecular Beam Epitaxy) or an organic light emitting diode deposition apparatus using a method of heating a crucible in a vacuum to deposit a material emitted from the crucible onto a substrate. It relates to a configured evaporation source, a method of manufacturing the evaporation source and an evaporator. More specifically, a heating material is deposited on the outer surface of the crucible and patterned to be suitable for heating to produce a heating part, to create a discharge port on the side of the crucible, to make a lid covering the upper opening of the crucible and to the outer surface of the lid. The heating material is deposited and patterned to be suitable for heating to produce a heat generating portion, and by injecting a current into the heat generating portion, the crucible and the lid directly contacting the heat generating portion are heated to the side of the crucible through the discharge hole formed on the side of the crucible. The present invention relates to an evaporation source from which raw materials are released, a manufacturing method thereof, and an evaporator.
기판에 박막을 형성하는 일반적인 방법으로는 진공 증착(evaporation)법, 이온 플레이팅(ion plating)법, 및 스퍼터링(sputtering)법과 같은 물리 기상 증착(PVD)법과, 가스 반응에 의한 화학 기상 증착(CVD)법 등이 있다. 분자선 선속 성장장치는 초고진공하에서 반도체 물질을 형성하는 원자 혹은 분자들을 진공 증착법에 의하여 기판에 성장시킴으로써 반도체 박막을 형성한다. 또한 유기발광다이오드 박막 성장장치는 유기발광다이오드를 구성하는 유기물을 진공 증착법에 의하여 증착함으로써 박막을 성장한다. 또한 유기발광다이오드에서 전극 형성을 위하여 알루미늄과 같은 금속은 진공 증착법을 이용하여 증착하게 된다.Typical methods for forming a thin film on a substrate include physical vapor deposition (PVD), such as vacuum evaporation, ion plating, and sputtering, and chemical vapor deposition by gas reaction. Law). The molecular beam growth apparatus forms a semiconductor thin film by growing atoms or molecules forming a semiconductor material under ultra high vacuum on a substrate by vacuum deposition. In addition, the organic light emitting diode thin film growth apparatus grows a thin film by depositing an organic material constituting the organic light emitting diode by a vacuum deposition method. In addition, in order to form an electrode in the organic light emitting diode, a metal such as aluminum is deposited using a vacuum deposition method.
이와 같이 진공 증착법을 이용하여 유기막 및 금속막을 증착하는 일반적인 증착장치에서, 증착 챔버의 상부에는 기판이 장착되고, 증착 챔버의 하부에는 증발원이 배치된다. 상기 증발원은 증착 물질을 함유하는 도가니와, 도가니의 외측에 설치되며 증착 물질을 증발시키기 위한 열원으로 작용하는 발열부를 포함한다. 상기한 증발원의 발열부에 전원을 가하면 도가니 및 도가니 내부의 재료 물질이 가열되고, 증발된 재료 물질이 도가니의 상부 개구부로 방출되어 챔버의 내측 상부에 장착된 기판에 증착되어 상기 기판에 유기막이나 금속막 등이 형성된다. 상기 증발원과 관련하여, 본 출원인이 특허출원한 출원번호 제10-2009-114068호의 “발열부 일체형 진공 박막 증착용 분자빔 증발원, 그 제작 방법 및 증발기”의 발명이 있다. 상기 특허출원의 발명은 진공에서 시료에 유기물 등의 재료를 증착하기 위한 증착시스템에 사용되는 상기 재료를 담기 위한 PBN으로 제작된 도가니와, 상기 PBN 도가니의 외부 표면에 가열에 적합하게 패터닝되어 증착된 PG로 구성되는 제1 발열부와, 상기 PBN 도가니의 내부 표면에 증착되어 알루미늄과 같이 PBN에 잘 유착되는 시료로부터 도가니를 보호하기 위하여 증착된 PG로 구성되는 제1 보호막과, 상기 제1 발열부와 상기 제1 보호막을 전기적으로 절연하기 위한 절연부와, 상기 PBN 도가니의 개구부를 덮기 위한, 방출구가 형성된 PBN 뚜껑체와, 상기 PBN 뚜껑체의 외부 표면에 상기 방출구에 대응되는 구멍과 가열에 적합하게 패터닝되어 증착된 PG로 구성되는 제2 발열부와, 상기 PBN 뚜껑체의 내부 표면에 증착되어 알루미늄과 같이 PBN에 잘 유착되는 시료로부터 도가니를 보호하기 위한, PG로 구성되는 제2 보호막과, 상기 제2 발열부와 상기 제2 보호막을 전기적으로 절연하기 위한 절연부를 포함하는 발열부 일체형 증발원에 관한 것이다.As described above, in a general deposition apparatus for depositing an organic film and a metal film by using a vacuum deposition method, a substrate is mounted on an upper portion of the deposition chamber, and an evaporation source is disposed below the deposition chamber. The evaporation source includes a crucible containing a deposition material, and a heating unit installed outside the crucible and serving as a heat source for evaporating the deposition material. When power is applied to the heat generating part of the evaporation source, the crucible and the material material inside the crucible are heated, and the evaporated material material is discharged to the upper opening of the crucible and is deposited on a substrate mounted on the upper part of the chamber, whereby an organic film or A metal film or the like is formed. In relation to the evaporation source, there is an invention of the “molecular beam evaporation source for heating unit type vacuum thin film deposition, its manufacturing method and evaporator” of the patent application No. 10-2009-114068 filed by the applicant. The invention of the patent application is a crucible made of PBN for holding the material used in the deposition system for depositing a material such as organic matter on the sample in a vacuum, and patterned and deposited on the outer surface of the PBN crucible for heating A first passivation layer composed of PG, a first passivation layer composed of PG deposited to protect the crucible from a sample deposited on an inner surface of the PBN crucible and adhered to PBN, such as aluminum, and the first heat generating portion; And an insulating portion for electrically insulating the first passivation film, a PBN lid having a discharge opening for covering an opening of the PBN crucible, a hole corresponding to the discharge opening on an outer surface of the PBN lid and heating. A second heating part composed of PG patterned and deposited to be suitable for the deposition, and a sample deposited on the inner surface of the PBN lid and adhered well to PBN such as aluminum A heat generating unit integrated evaporation source comprising a second protective film made of PG and an insulating portion for electrically insulating the second heat generating portion and the second protective film for protecting the crucible from the crucible.
그러나 유기발광다이오드 기판은 크기가 대형화되면서 기판을 상부에 장착하면 휘어짐이 심하여 증착 물질의 균일도가 떨어지고 취급하기가 어려운 문제점이 있다. 따라서 대형 기판을 수직으로 장착하거나 하부에 장착하면 휘어짐이 없고 취급하기가 용이하다. 상기 증발원은 상부의 개구부를 통하여 재료 물질이 방출되기 때문에 수직이나 하부에 장착된 기판에 재료 물질을 증착할 수 없는 문제점이 있다.However, the organic light emitting diode substrate has a problem that it is difficult to handle the uniformity of the deposition material because the size is larger and the bending is severe when the substrate is mounted on the top. Therefore, when the large substrate is mounted vertically or mounted on the bottom, there is no bending and it is easy to handle. The evaporation source has a problem in that it is not possible to deposit the material material on a substrate mounted vertically or lower because the material material is discharged through the upper opening.
따라서 수직으로 장착되거나 하부에 장착된 기판에 원료 물질을 효율적으로 공급할 수 있는 측면 방출형 증발원의 개발이 요구된다.Therefore, there is a need for the development of a side emission type evaporation source capable of efficiently supplying raw materials to a substrate mounted vertically or mounted at the bottom.
본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 기판을 수직으로 장착하거나 하부에 위치시켜야 하는 시스템에서 사용할 수 있는, 측면으로 재료를 방출하기 위한 증발원, 그 증발원의 제조방법 및 증발기를 제공하는데 있다. The present invention is to solve the problems of the prior art, an object of the present invention can be used in a system in which the substrate to be mounted vertically or located in the bottom, the evaporation source for releasing the material to the side, the method of manufacturing the evaporation source And an evaporator.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적 해결 수단으로서, 본 발명의 제1 관점은, 진공에서 시료에 유기물이나 금속 등의 재료를 증착하기 위한 증착시스템에 사용되는 상기 재료를 담기 위한 PBN으로 제작된 도가니와, 상기 PBN 도가니의 외부 표면에 가열에 적합하게 패터닝되어 증착된 PG로 구성되는 제1 발열부와, 상기 PBN 도가니와 상기 PG 제1 발열부를 관통하여 도가니의 측면에 형성된 방출구를 포함하는 측면 방출형 증발원이 제시된다.As a technical solution for achieving the object of the present invention, the first aspect of the present invention is made of a PBN for containing the material used in the deposition system for depositing a material such as organic matter or metal to the sample in a vacuum A crucible, a first heating part including a PG deposited and patterned on the outer surface of the PBN crucible to be suitable for heating, and a discharge hole formed in a side surface of the crucible through the PBN crucible and the PG first heating part Side emission evaporation sources are shown.
본 발명의 제2 관점은, 진공에서 시료에 유기물 등의 재료를 증착하기 위한 증착시스템에 사용되는 상기 재료를 담기 위한 PBN으로 제작된 도가니와, 상기 PBN 도가니의 외부 표면에 가열에 적합하게 패터닝되어 증착된 PG로 구성되는 제1 발열부와, 상기 PBN 도가니의 내부 표면에 증착되어 알루미늄과 같이 PBN에 잘 유착되는 시료로부터 도가니를 보호하기 위하여 증착된 PG로 구성되는 제1 보호막과, 상기 제1 발열부와 상기 제1 보호막을 전기적으로 절연하기 위한 절연부와, 상기 PBN 도가니, 상기 PG 제1 발열부 및 상기 제1 보호막을 관통하여 도가니의 측면에 형성된 방출구를 포함하는 측면 방출형 증발원이 제시된다. 알루미늄과 같은 일부 재료들은 냉각시 액체상태에서 고체상태로 바뀌면서 PBN 도가니와 잘 붙게 되어서 도가니의 냉각시 시료와 도가니의 열팽창 계수 차이로 인하여 도가니가 파손되는 문제점이 있다. 이러한 시료들은 PG와는 잘 붙지 않으므로 도가니의 내부에 PG로 된 막을 형성함으로써 도가니 파손의 문제점을 해결할 수 있다.According to a second aspect of the present invention, a crucible made of PBN for holding the material used in a deposition system for depositing a material such as an organic substance on a sample in a vacuum, and an outer surface of the PBN crucible are patterned to be suitable for heating. A first passivation layer comprising a PG deposited to protect the crucible from a sample that is deposited on an inner surface of the PBN crucible and adheres well to PBN, such as aluminum; A side emission type evaporation source including an insulation portion for electrically insulating the heat generating portion and the first passivation layer, and a discharge opening formed in a side surface of the crucible through the PBN crucible, the PG first heat generating portion, and the first passivation layer. Presented. Some materials, such as aluminum, change from a liquid state to a solid state during cooling, so that they adhere well to the PBN crucible, and thus, when the crucible is cooled, the crucible is damaged due to a difference in thermal expansion coefficient between the sample and the crucible. Since these samples do not adhere well to PG, the problem of crucible breakage can be solved by forming a PG film inside the crucible.
본 발명의 제3 관점은, 본 발명의 상기 제1 관점의 발명에서, 상기 PBN도가니의 개구부를 덮기 위한 PBN 뚜껑체와, 상기 PBN 뚜껑체의 외부 표면에 가열에 적합하게 패터닝되어 증착된 PG로 구성되는 제2 발열부를 포함하는 측면 방출형 증발원이 제시된다. 이 때 증착된 PG의 두께를 조절하거나 적절한 패터닝을 통하여 뚜껑체의 온도가 도가니의 온도와 같거나 높게 유지되도록 발열부를 형성하여야 한다.According to a third aspect of the present invention, in the invention of the first aspect of the present invention, the PBN cap body for covering the opening of the PBN crucible and PG deposited and patterned on the outer surface of the PBN cap body are suitable for heating. A side emission type evaporation source comprising a second heat generating portion is provided. At this time, the heating part should be formed so that the temperature of the lid body is maintained at the same or higher than the temperature of the crucible by adjusting the thickness of the deposited PG or by appropriate patterning.
본 발명의 제4 관점은, 본 발명의 상기 제2 관점의 발명에서, 상기 PBN 도가니의 개구부를 덮기 위한 PBN 뚜껑체와, 상기 PBN 뚜껑체의 외부 표면에 가열에 적합하게 패터닝되어 증착된 PG로 구성되는 제2 발열부와, 상기 PBN 뚜껑체의 내부 표면에 증착되어 알루미늄과 같이 PBN에 잘 유착되는 시료로부터 도가니를 보호하기 위한 PG로 구성되는 제2 보호막과, 상기 제2 발열부와 상기 제2 보호막을 전기적으로 절연하기 위한 절연부를 포함하는 측면 방출형 증발원이 제시된다.According to a fourth aspect of the present invention, in the invention of the second aspect of the present invention, the PBN cap body for covering the opening of the PBN crucible and PG deposited and patterned on the outer surface of the PBN cap body are suitable for heating. A second protective film composed of a second heat generating portion configured to protect the crucible from a sample deposited on an inner surface of the PBN lid and adhered to PBN, such as aluminum, and the second heat generating portion and the second A side emission type evaporation source is provided that includes an insulation for electrically insulating a protective film.
본 발명의 제5 관점은, 상기 본 발명의 제1 내지 제 4 관점의 측면 방출형 증발원을 제작하는 방법이 제시된다.In a fifth aspect of the present invention, a method for producing a side emission type evaporation source of the first to fourth aspects of the present invention is presented.
본 발명의 제 6 관점은, 상기 측면 방출형 증발원을 진공 플랜지에 장착할 때 전원 공급용 전극을 지지대로 활용하는 증발기가 제시된다.In a sixth aspect of the present invention, an evaporator is provided that utilizes a power supply electrode as a support when mounting the side emission evaporation source to a vacuum flange.
본 발명의 제 7 관점은, 상기 측면 방출형 증발원을 진공 플랜지에 장착할 때 증발원이 힘을 받아서 움직이거나 파손되는 것을 방지하기 위하여 접촉 면적이 최소화되도록 설계된 간격 유지 장치(스페이서)를 더 포함하는 증발기가 제시된다.A seventh aspect of the present invention further provides an evaporator further comprising a spacing device (spacer) designed to minimize the contact area in order to prevent the evaporation source from moving or breaking when the side release evaporation source is mounted on the vacuum flange. Is presented.
본 발명의 측면 방출형 증발원에 의하면, 기판을 수직으로 장착하거나 하부에 장착하여 진공 증착하는 시스템에서, 측면 방향이나 하부 방향으로 재료 물질을 효율적으로 방출함으로써, 기존의 개구부 방출형 증발원에서는 달성할 수 없었던 측면 증착이나, 하부 증착의 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.According to the side emission type evaporation source of the present invention, in a system for vacuum deposition by mounting a substrate vertically or under the substrate, by efficiently discharging the material material in the lateral direction or the lower direction, it can be achieved in the conventional aperture emission type evaporation source. There is an effect that can solve the problem of the side deposition or the bottom deposition that did not exist.
도 1은 본 발명의 측면 방출형 증발원의 제1 실시예에 관한 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 측면 방출형 증발원의 제2 실시예에 관한 개략적인 구성도이다.
도 3은 본 발명의 측면 방출형 증발원을 이용한 증발기의 실시예에 관한 개략적인 구성도이다.
도 4는 도 3의 증발기의 스페이서에 관한 개략적인 구성도이다.
도 5는 종래의 증발기에 관한 구성도이다.
도 6은 본 발명의 측면 방출형 증발원의 제조방법의 제1 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 측면 방출형 증발원의 제조방법의 제2 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a schematic diagram of a first embodiment of a side emission type evaporation source of the present invention.
2 is a schematic diagram of a second embodiment of a side emission type evaporation source of the present invention.
3 is a schematic diagram of an embodiment of an evaporator using the side emission type evaporation source of the present invention.
4 is a schematic diagram illustrating a spacer of the evaporator of FIG. 3.
5 is a block diagram of a conventional evaporator.
6 is a flowchart for explaining a first embodiment of the method of manufacturing a side emission type evaporation source of the present invention.
7 is a flowchart for explaining a second embodiment of the method for manufacturing a side emission type evaporation source of the present invention.
이하 본 발명의 실시예에 관한 발명의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the configuration of the invention according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
참고로 도 5는 기존의 일반적인 증발원의 개략적인 구성도이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 종래의 증발원은 도가니(1), 열차단막(2), 도가니(1)와 열차단막(2) 사이에 설치되는 히터(3), 열전대(4), 하부열차단막(5), 진공플랜지(6), 전원공급용전극(7) 및 전원접속단자(8)를 포함하는 구성이다. 기존의 일반적인 증발원의 발열부는 도가니와 격리된 상태에서 도가니의 측면을 둘러싸고 있기 때문에 도가니의 측면에 방출구를 형성하기 어려우며, 상부의 개구부를 통하여 재료 물질이 방출되게 된다. For reference, Figure 5 is a schematic diagram of a conventional general evaporation source. As shown in FIG. 5, the conventional evaporation source includes a crucible 1, a
도1은 본 발명의 측면 방출형 증발원의 제1 실시예에 관한 개략적인 구성도이다. 1 is a schematic diagram of a first embodiment of a side emission type evaporation source of the present invention.
도 1(a)에 도시한 바와 같이, 진공에서 시료에 유기물, 금속 등의 재료를 증착하기 위한 증착시스템에 있어서, 상기 재료(30)를 담기 위한 PBN(Pyrolytic Boron Nitride: 열분해 질화붕소)으로 제작된 도가니(10)와, 상기 PBN 도가니(10)의 외부 표면에 가열에 적합하게 패터닝되어 증착된 PG(Pyrolytic Graphite: 열분해 흑연)으로 구성되는 제1 발열부(20)와, 상기 PBN 도가니(10)와 상기 PBN 도가니(10)의 외부 표면에 증착된 PG(20)를 관통하여 측면에 형성된 방출구(40)와, 상기 PBN 도가니(10)의 개구부를 덮는 PBN으로 구성된 뚜껑체(50)와, 상기 PBN 뚜껑체(50)의 외부 표면에 전류에 의한 자기장이 시료에 영향을 미치지 않도록 가열에 적합하게 패터닝(예를 들면, 대칭형 패턴)되어 증착된 PG로 구성되는 제2 발열부(60)를 포함하는 구성이다.As shown in FIG. 1 (a), in a deposition system for depositing a material such as an organic material, a metal, or the like on a sample under vacuum, it is made of PBN (Pyrolytic Boron Nitride) for containing the
도 1(b)는 상기 도 1(a)에서 A-A 단면도이다. 상기 제1 발열부(20)의 형태의 한 예로서 A-A 단면의 개략도에 도시한 바와 같이, 도가니의 측면 중 방출구(40)와 직각된 방향에서 측면 바닥에서 측면 상단부에 이르는 너비 약 0.5mm 정도의 PG로 구성된 발열부의 일부(22)(24)를 제거함으로써 형성할 수 있다. 이러한 구조에서는 방출구(40) 부근의 저항이 커지고 따라서 다른 부분에 비하여 방출구(40) 부근의 온도가 더 높은 온도 분포를 얻을 수 있으므로 단순한 대칭형 패턴으로 바람직한 온도 분포를 얻을 수 있다.FIG. 1B is a cross-sectional view A-A in FIG. 1A. As an example of the form of the first
상기 제1 발열부(20) 및 제2 발열부(60)에 전압을 인가했을 때, 상기 PBN 뚜껑체(50)의 온도가 상기 PBN 도가니(10)의 온도보다 높거나 같게 유지되도록 상기 PBN 뚜껑체(50)에 증착된 제2 발열부(60) PG의 두께와 상기 PBN 도가니(10)에 증착된 제1 발열부(20) PG의 두께의 비나 상기 제1 및 제2 발열부의 패턴을 조절하는 것이 바람직하다.When the voltage is applied to the first
상기 본 발명의 제1 실시예와 같이, 상기 PBN 도가니(10)의 외부 표면에 PG를 직접 증착함으로써, 제1 발열부(20)와 상기 PBN 도가니(10)가 붙어 있는 일체형 증발원을 구현할 수 있고, 상기 증발원의 측면에 상기 방출구(40)를 용이하게 형성할 수 있다.As in the first embodiment of the present invention, by directly depositing the PG on the outer surface of the
도 2는 본 발명의 측면 방출형 증발원의 제2 실시예에 관한 개략적인 구성도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예는 상기 제1 실시예에서 상기 PBN 도가니(10) 및 PBN 뚜껑체(50)의 내부 표면 및 상기 방출구(40)의 표면에 상기 PG를 증착하여 보호막을 구성한 것이다. 본 발명의 제2 실시예는, 알루미늄과 같이 PBN에 잘 유착되는 시료로부터 PBN 도가니(10)를 보호하기 위하여 상기 PBN 도가니(10)의 내부 표면 및 상기 방출구(40)의 표면에 증착된 PG로 구성된 제1 보호막(70)과, 상기 방출구(40)의 주변에서 상기 제1 발열부(20)와 상기 제1 보호막(70)을 전기적으로 절연하기 위하여 PG가 제거된 제1 절연부(80)와, 상기 PBN 도가니(10)의 상측 단부에서 상기 제1 발열부(20)와 상기 제1 보호막(70)을 전기적으로 절연하기 위하여 PG가 제거된 제2절연부(100)를 포함하며, 상기 PBN 뚜껑체(50)의 내부 표면에 증착된 PG로 구성된 제2보호막(90)과, 상기 제2발열부(60)와 상기 제2 보호막(90)을 전기적으로 절연하기 위하여 PG가 제거된 제3절연부(110)를 포함하는 구성이다.2 is a schematic diagram of a second embodiment of a side emission type evaporation source of the present invention. As shown in FIG. 2, the
상기 제1절연부(80) 및 제2 절연부(100)의 형성은 예를 들면, 상기 PBN 도가니(10)에 측면 방출구(40)를 형성한 다음, 상기 PBN 도가니(10)의 내외부에 PG를 증착하고 상기 제1 발열부(20)와 제1 보호막(70)이 전기적으로 절연 되도록 증착된 PG의 일부를 제거함으로써 제1절연부(80) 및 제2절연부(100)를 형성할 수 있다. For example, the first insulating
상기 제3절연부(110)의 형성은 예를 들면, 상기 PBN 뚜껑체(50)의 내외부에 PG를 증착하고 상기 제2 발열부(60)와 상기 제2 보호막(90)이 전기적으로 절연 되도록 증착된 PG의 일부를 제거함으로써 제3절연부(110)를 형성할 수 있다.For example, the third insulating part 110 may be formed by depositing PG in and out of the
상기 본 발명의 제2 실시예에 의해, 알루미늄과 같이 PBN에 유착되는 재료(30)를 냉각할 때 열팽창 계수의 차이에 의하여 PBN 도가니(10)가 파손되는 것을 막을 수 있으므로 재료를 신속하게 냉각시킬 수 있다. 예를 들면 500cc 이상의 도가니에서 보호막이 없을 경우 알루미늄의 융점인 섭씨 660도보다 높은 온도에서 섭씨 100도까지 냉각하기 위하여는 8시간 이상이 걸리지만 보호막이 있는 경우에는 1시간 이하의 짧은 시간에 냉각이 가능하다.According to the second embodiment of the present invention, when cooling the
도 3은 상기 본 발명의 측면 방출형 증발원을 사용한 증발기의 개략적인 구성도이다. 도3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 측면 방출형 증발원을 전원 공급용 전극(200)과 열전대(Thermocouple, T/C)용 전극(300)이 장착된 진공 플랜지(400)에 장착할 수 있다. 이 때 전원 공급용 전극(200)은 상기 제1 발열부(20)와 제2 발열부(60)에 전원을 공급하도록 연결되고, 열전대용 전극(300)은 증발원의 온도를 측정할 수 있도록 연결된다. 상기 전원 공급용 전극(200)을 지지대로 사용함으로써 구조를 단순화할 수 있다. 상기 전원 공급용 전극(200)이 측면 방출구(40)에 방해를 주지 않도록 두 전극으로부터 측면 방출구(40)가 먼 곳에 위치하도록 전극이 배치되어 있다. 3 is a schematic configuration diagram of an evaporator using the side emission type evaporation source of the present invention. As shown in FIG. 3, the side emission type evaporation source of the present invention may be mounted on a
상기 증발기는 본 발명의 측면 방출형 증발원의 하측에 설치되는 스페이서(500)와, 상기 증발원의 바닥면 제1 발열부(20)에 접촉되도록 설치되는 열전대(Thermocouple, T/C)용 전극(300)과, 상기 증발원의 하측에서 소정거리 이격되어 설치되는 진공플랜지(400)와, 상기 증발원의 방출구(40)를 사이에 두고 상기 스페이서(500)를 관통하여 상기 제1 발열부(20) 및 제2 발열부(60)에 접촉되도록 설치되는 1쌍의 전원공급용전극(200)을 포함하고 있다. The evaporator is a
상기 스페이서(500)는 증발원이 움직이지 않도록 증발원을 고정하는 역할을 하며 열손실을 최소화하기 위하여 증발원과의 접촉을 최소화하는 구조를 갖게 된다. 도 4는 상기 스페이서(500)의 1 실시예에 관한 구성도이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 증발원과의 접촉면적을 최소화하며 상기 증발원에 접촉되는 적어도 하나의 돌출부(520)와, 상기 전원공급용전극(200)이 관통되도록 형성된 관통홀(510)을 포함하고 있다.The
도 6은 본 발명의 측면 방출형 증발원 제작방법에 관한 제1 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다. 도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 측면 방출형 증발원 제작방법은, 진공 증착시스템의 증발원 제작방법에 있어서, PBN 도가니를 준비하는 단계(S100)와, 상기 PBN 도가니의 외부 표면에 마이크로미터 단위의 PG를 증착하여 제1 발열층을 형성하는 단계(S110)와, 상기 PBN 도가니의 측면에 소정 크기의 방출구를 형성하는 단계(S120)와, 상기 PBN 도가니 외부 표면에 형성된 제1 발열층에 전류에 의한 자기장이 시료에 영향을 미치지 않고 가열에 적합한 패턴(예를 들면, 대칭형 패턴)을 형성하는 단계(S130)를 포함한다.6 is a flowchart illustrating a first embodiment of a method of manufacturing a side emission type evaporation source of the present invention. As shown in FIG. 6, the method of manufacturing a side emission type evaporation source of the present invention includes preparing a PBN crucible (S100) and a micrometer unit on an outer surface of the PBN crucible in an evaporation source manufacturing method of a vacuum deposition system. Depositing PG to form a first heating layer (S110), forming a discharge hole having a predetermined size on a side surface of the PBN crucible (S120), and forming a first heating layer on the outer surface of the PBN crucible. Forming a pattern (for example, a symmetrical pattern) suitable for heating without the magnetic field due to the current affects the sample (S130).
또한, 본 발명의 상기 측면 방출형 증발원 제작방법은, 상기 PBN 도가니의 상측 개구부를 덮기 위한 PBN 뚜껑체를 준비하는 단계(S140)와, 상기 PBN 뚜껑체의 외부 표면에 마이크미터 단위의 PG를 증착하여 제2 발열층을 형성하는 단계(S150)와, 상기 PBN 뚜껑체의 외부 표면에 형성된 제2 발열층에 전류에 의한 자기장이 시료에 영향을 미치지 않고 가열에 적합한 패턴(예를 들면, 대칭형 패턴)을 형성하는 단계(S160)를 더 포함할 수 있다. 상기 제2 발열층은 바람직하게는 500 마이크로미터 이하의 PG로 증착되는 것이 좋다. In addition, the method of producing a side emission type evaporation source of the present invention, the step of preparing a PBN cap body for covering the upper opening of the PBN crucible (S140), and depositing PG in micrometer units on the outer surface of the PBN cap body Forming a second heat generating layer (S150) and a pattern suitable for heating without affecting the sample by a magnetic field due to current in the second heat generating layer formed on the outer surface of the PBN cap body (for example, a symmetric pattern) It may further comprise a step (S160) forming. The second heating layer is preferably deposited with PG of 500 micrometers or less.
도 7은 본 발명의 측면 방출형 증발원 제작방법에 관한 제2 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다. 도 7 도시한 바와 같이, 본 발명의 측면 방출형 증발원 제작방법에 관한 제2 실시예는 상기 제1 실시예에서, 상기 PBN 도가니의 내부 표면 및 상기 PBN 뚜껑체의 하부표면에 PG를 증착하여 보호막을 더 형성하는 것을 특징으로 한다.7 is a flowchart illustrating a second embodiment of a method of manufacturing a side emission type evaporation source of the present invention. As shown in FIG. 7, according to the second embodiment of the method of fabricating the side emission type evaporation source of the present invention, in the first embodiment, PG is deposited on the inner surface of the PBN crucible and the lower surface of the PBN lid body. It characterized in that to further form.
본 발명의 측면 방출형 증발원 제작방법에 관한 제2 실시예는, 진공 증착시스템의 증발원 제작방법에 있어서, PBN 도가니를 준비하는 단계(S200)와, 상기 PBN 도가니의 측면에 소정 크기의 방출구를 형성하는 단계(S210)와, 상기 PBN 도가니의 내부 및 외부 표면에 마이크로미터 단위의 PG를 증착하여 상기 PBN 도가니의 외부표면에 제1 발열층과 내부표면에 제1 보호막을 형성하는 단계(S220)와, 상기 PBN 도가니 외부 표면에 형성된 제1 발열층에 전류에 의한 자기장이 시료에 영향을 미치지 않고 가열에 적합한 패턴(예를 들면, 대칭형 패턴)을 형성하는 단계(S230)와, 상기 제1 발열층과 제1 보호막을 전기적으로 절연시키는 절연부를 형성하는 단계(S240)를 포함한다.According to a second embodiment of the method of manufacturing a side emission type evaporation source of the present invention, in the method of manufacturing an evaporation source of a vacuum deposition system, preparing a PBN crucible (S200), and a discharge hole having a predetermined size is provided on a side surface of the PBN crucible. Forming (S210) and depositing micrometer-scale PG on the inner and outer surfaces of the PBN crucible to form a first protective layer on the outer surface and the inner surface of the PBN crucible (S220). And forming a pattern (for example, a symmetrical pattern) suitable for heating in the first heating layer formed on the outer surface of the PBN crucible without affecting the sample (S230) and the first heating And forming an insulating portion for electrically insulating the layer and the first passivation layer (S240).
또한, 본 발명의 상기 측면 방출형 증발원 제작방법은, 상기 PBN 도가니를 덮고, 증발을 위한 방출구가 형성된 PBN 뚜껑체를 준비하는 단계(S250)와, 상기 PBN 뚜껑체의 내부 및 외부 표면에 마이크로미터 단위의 PG를 증착하여 상기 PBN 뚜껑체의 외부 표면에 제2 발열층과 내부 표면에 제2 보호막을 형성하는 단계(S260)와, 상기 PBN 뚜껑체의 외부 표면에 형성된 상기 제2 발열층에 전류에 의한 자기장이 시료에 영향을 미치지 않고 가열에 적합한 패턴(예를 들면, 대칭형 패턴)을 형성하는 단계(S270)와, 상기 제2 발열층과 상기 제2 보호막을 전기적으로 절연시키기 위한 절연부를 형성하는 단계(S280)를 포함한다.In addition, the method of producing a side emission type evaporation source of the present invention, covering the PBN crucible, and preparing a PBN cap body formed with a discharge port for evaporation (S250), and the micro and the inner and outer surfaces of the PBN cap body Depositing PG in metric units to form a second heating layer on the outer surface of the PBN cap body and a second protective film on the inner surface (S260), and on the second heating layer formed on the outer surface of the PBN cap body Forming a pattern (for example, a symmetrical pattern) suitable for heating without a magnetic field caused by a current (S270), and an insulating portion for electrically insulating the second heating layer and the second protective film Forming step (S280).
이상에서 설명한 본 발명의 측면 방출형 증발원 및 그 제작방법에 관한 발명의 기술적 범위는 상술한 실시예 들로 한정되는 것이 아니다. 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 예측 가능한 다양한 실시예를 당연히 포함하고 있다. 예를 들면, 상술한 본 발명의 실시예에 적용된 발열부를 보호하기 위하여 제1발열부 및 제2 발열부의 외부에 PBN을 추가로 증착할 수 있다. 이 때에는 전원공급용 전극과의 연결을 위한 부분에는 PBN이 증착되지 않도록 한다. 또한 발열부로 사용되는 PG 대신에 고온 발열이 가능한 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti) 등의 물질을 사용할 수 있다.The technical scope of the present invention regarding the side emission type evaporation source and the manufacturing method of the present invention described above is not limited to the above-described embodiments. Naturally, various predictable embodiments included in the technical idea of the present invention are included. For example, PBN may be further deposited on the outside of the first heat generating unit and the second heat generating unit to protect the heat generating unit applied to the above-described embodiment of the present invention. At this time, the PBN is not deposited on the portion for connection with the power supply electrode. In addition, instead of PG used as a heat generating unit, a material such as tungsten (W), molybdenum (Mo), and titanium (Ti), which can generate high temperature, may be used.
10 : PBN 도가니
20 : 제1 발열부
30 : 재료(시료)
40 : 방출구
50 : PBN 뚜껑체
60 : 제2 발열부
70 : 제1 보호막
90 : 제2 보호막
80, 100, 110 : 절연부10: PBN Crucible
20: first heating unit
30 material (sample)
40: discharge port
50: PBN lid body
60: second heating unit
70: first protective film
90: second protective film
80, 100, 110: insulation
Claims (14)
재료를 담기 위한 PBN(pyrolytic boron nitride, 열분해질화붕소) 도가니와,
상기 PBN 도가니의 외부 표면에 증착되고, 전류에 의한 자기장이 시료에 영향을 미치지 않는 가열 패턴이 형성된 제1 발열부와,
상기 PBN 도가니의 측면과 상기 제1 발열부를 관통하여 형성된 측면 방출구와,
상기 PBN 도가니의 내부 표면 및 상기 방출구의 표면에 형성된 제1 보호막과,
상기 제1 발열부와 상기 제1 보호막을 전기적으로 절연시키기 위한 절연부를 포함하는 측면 방출형 증발원.In the evaporation source used in the vacuum deposition system,
PBN (pyrolytic boron nitride) crucibles for holding materials,
A first heat generating part deposited on an outer surface of the PBN crucible and having a heating pattern in which a magnetic field caused by electric current does not affect the sample;
A side discharge port formed through a side surface of the PBN crucible and the first heat generating unit;
A first protective film formed on an inner surface of the PBN crucible and a surface of the discharge opening;
And an insulating part for electrically insulating the first heat generating part and the first passivation layer.
상기 PBN 도가니의 개구부를 덮는 PBN 뚜껑체와,
상기 PBN 뚜껑체의 외부 표면에 증착되고, 전류에 의한 자기장이 시료에 영향을 미치지 않는 가열 패턴이 형성된 제2 발열부를 더 포함하는 측면 방출형 증발원.The method according to claim 1,
A PBN lid body covering an opening of the PBN crucible,
And a second heat generating part deposited on an outer surface of the PBN cap body and having a heating pattern in which a magnetic field generated by an electric current does not affect a sample.
상기 PBN 뚜껑체의 하측 표면에 증착되고, 상기 제2 발열부와 전기적으로 절연되어 있는 제2 보호막을 더 포함하는 측면 방출형 증발원.The method according to claim 3,
And a second passivation layer deposited on a lower surface of the PBN cap body and electrically insulated from the second heat generating unit.
상기 제1 및 제2 발열부에 전류를 인가했을 때, 상기 제2 발열부의 온도가 상기 제1 발열부의 온도보다 높게 유지되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 측면 방출형 증발원.The method according to claim 3,
When the current is applied to the first and second heat generating portion, the temperature of the second heat generating portion is configured to be maintained higher than the temperature of the first heat generating portion side emission type evaporation source.
상기 제1 발열부 및 제1 보호막은 500 마이크로미터 이하의 열분해 흑연(PG, Pyrolytic Graphite)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 측면 방출형 증발원.The method according to any one of claims 1 and 3 to 5,
The first heat generating unit and the first passivation layer is a side emission evaporation source, characterized in that made of pyrolytic graphite (PG) of less than 500 micrometers.
상기 발열부의 패턴은 대칭형인 것을 특징으로 하는 측면 방출형 증발원.The method according to any one of claims 1 and 3 to 5,
Side emission type evaporation source, characterized in that the pattern of the heat generating portion is symmetrical.
PBN 도가니를 준비하는 단계와,
상기 PBN 도가니의 측면에 소정 크기의 방출구를 형성하는 단계와,
상기 PBN 도가니의 내부 및 외부 표면에 마이크로미터 단위의 PG를 증착하여 상기 PBN 도가니의 외부표면에 제1 발열층과 내부표면에 제1 보호막을 형성하는 단계와,
상기 PBN 도가니 외부 표면에 형성된 제1 발열층에 전류에 의한 자기장이 시료에 영향을 미치지 않는 가열 패턴을 형성하는 단계와,
상기 제1 발열층과 제1 보호막을 전기적으로 절연시키는 절연부를 형성하는 단계를 포함하는 측면 방출형 증발원 제조 방법.In the evaporation source manufacturing method of the vacuum deposition system,
Preparing a PBN crucible,
Forming a discharge hole having a predetermined size on a side surface of the PBN crucible;
Depositing micrometer-scale PG on the inner and outer surfaces of the PBN crucible to form a first protective layer on the outer surface and the inner surface of the PBN crucible;
Forming a heating pattern in the first heating layer formed on the outer surface of the PBN crucible so that a magnetic field caused by a current does not affect the sample;
And forming an insulating portion for electrically insulating the first heating layer and the first passivation layer.
상기 PBN 도가니를 덮고, 증발을 위한 방출구가 형성된 PBN 뚜껑체를 준비하는 단계와,
상기 PBN 뚜껑체의 내부 및 외부 표면에 마이크로미터 단위의 PG를 증착하여 상기 PBN 뚜껑체의 외부 표면에 제2 발열층과 내부 표면에 제2 보호막을 형성하는 단계와,
상기 PBN 뚜껑체의 외부 표면에 형성된 상기 제2 발열층에 전류에 의한 자기장이 시료에 영향을 미치지 않는 가열 패턴을 형성하는 단계와,
상기 제2 발열층과 상기 제2 보호막을 전기적으로 절연시키기 위한 절연부를 형성하는 단계를 더 포함하는 측면 방출형 증발원 제조 방법.The method according to claim 10,
Covering the PBN crucible, preparing a PBN cap body formed with a discharge port for evaporation,
Depositing micrometer-scale PG on the inner and outer surfaces of the PBN cap body to form a second heating layer on the outer surface of the PBN cap body and a second protective film on the inner surface;
Forming a heating pattern on the second heating layer formed on the outer surface of the PBN cap body so that a magnetic field caused by a current does not affect a sample;
And forming an insulating part for electrically insulating the second heating layer and the second passivation layer.
상기 증발기는 진공 플랜지 및 전원공급용전극을 포함하고, 상기 전원공급용전극을 지지대로 하여 상기 증발원이 상기 진공플랜지에 장착되는 것을 특징으로 하는 증발기.The method of claim 12,
And the evaporator comprises a vacuum flange and a power supply electrode, wherein the evaporation source is mounted on the vacuum flange with the power supply electrode as a support.
상기 전원공급용전극은 상기 PBN 도가니에 형성된 측면 방출구로부터 소정거리 떨어진 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 증발기.The method according to claim 13,
The power supply electrode is an evaporator, characterized in that disposed in a position a predetermined distance away from the side outlet formed in the PBN crucible.
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