Dispositivo de deposición al vacío con depósito de recarga y procedimiento de deposición al vacío correspondiente.

Dispositivo de deposición al vacío que comprende un recinto (1) adaptado para recibir un sustrato (2) a tratar y para ser puesto al vacío y por lo menos un inyector (110) para generar un chorro molecular de vapor de un material orgánico,

comprendiendo dicho inyector (110) un conducto que se encuentra en el interior de dicho recinto y que atraviesa una pared de inyección (141) de dicho recinto para formar un terminal exterior (120) adaptado para ser conectado herméticamente, de manera separable, a un medio de alimentación de material orgánico, caracterizado porque dicho medio de alimentación es una botella (10) cuyo gollete (11) está adaptado para ser introducido en dicho terminal (120), y porque dicho dispositivo de deposición comprende, a uno y otro lado de dicha pared de inyección (141), un dispositivo exterior de calentamiento (50) que rodea dicha botella y un dispositivo interior de calentamiento (30) que rodea dicho conducto, permitiendo una válvula (20) regulable regular la conductancia del inyector que interviene en el interior del recinto.

Dispositivo de deposición al vacío con depósito de recarga y procedimiento de deposición al vacío correspondiente.

La presente invención se refiere al campo de la deposición al vacío. Se refiere más particularmente a la deposición al vacío de películas delgadas de material orgánico, por ejemplo para la fabricación de diodos electroluminiscentes a base de materiales orgánicos (OLED) .

La estructura de una célula elemental de un dispositivo OLED está constituida por un apilamiento de capas orgánicas muy finas aprisionadas entre un ánodo transparente y un cátodo metálico. La fabricación de estas capas orgánicas se realiza mediante evaporación del o de los materiales que constituyen las capas y mediante deposición al vacío.

Uno de los problemas que plantea este procedimiento de fabricación es el de la introducción en un recinto al vacío que contiene el sustrato a tratar del material orgánico evaporado.

Un aparato conocido utilizado para realizar este procedimiento, descrito por ejemplo en la patente US nº 4.553.022, comprende una célula de efusión térmica constituida por un crisol que contiene el material orgánico a evaporar y un horno que permite el calentamiento del crisol. Esta célula de efusión térmica puede ser introducida en el recinto. El material contenido en el crisol se calienta entonces a una temperatura dada a la cual el material evaporado se escapa por el orificio del crisol hacia la superficie del sustrato, donde se deposita para formar una película delgada. Para interrumpir la operación de deposición de la película delgada, se interpone entre el crisol y el sustrato un protector que forma un obstáculo para el flujo de vapor. El material se depositará entonces sobre la superficie del protector o sobre las paredes interiores del recinto y, por consiguiente, ya no se puede utilizar.

Por otra parte, el horno de calentamiento del crisol se encuentra enfrente del sustrato en el recinto de vacío y el calor que emite corre el riesgo de dañar la película delgada depositada.

Por último, es necesario abrir el recinto para recargar el crisol y, por consiguiente, volver a poner este recinto al aire. Es necesario hacer lo mismo para intervenir sobre el horno que se encuentra en el recinto.

Existen en el campo técnico de la epitaxia por chorro molecular (MBE) unas patentes, tales como US nº 5.080.870 o US nº 5.156.815, que describen un aparato en el que el recinto principal que contiene el sustrato comunica con un recinto secundario adaptado para recibir un depósito que contiene el material a evaporar. Un tubo de inyección puede ser abierto o cerrado por una válvula. El recinto secundario y el depósito están provistos cada uno de tapas estancas respectivas que permiten un cierre hermético. El recinto secundario y el recinto principal están unidos por una brida estanca. Un dispositivo de calentamiento rodea el depósito, pero también el tubo de inyección.

Dicho aparato permite controlar el flujo de vapor por medio de la válvula dispuesta entre el depósito y el recinto principal.

No obstante, incluso en este caso, el depósito se puede recargar únicamente después de la apertura de la tapa estanca del recinto secundario, lo cual hace que el conjunto recinto secundario/recinto principal se encuentre puesto en contacto con el aire.

El documento EP 1 357 200 describe también un sistema de deposición al vacío que comprende un recinto adaptado para recibir un sustrato a tratar y a ser puesto al vacío y por lo menos un inyector para generar un chorro molecular de vapor de un material orgánico, comprendiendo dicho inyector un conducto que se encuentra en el interior de dicho recinto y que atraviesa una pared de inyección de dicho recinto para formar un terminal exterior adaptado para ser conectado herméticamente, de manera separable, a un medio de alimentación de material orgánico, caracterizado porque dicho medio de alimentación es una botella y porque dicho dispositivo de deposición comprende, a uno y otro lado de dicha pared de inyección, un dispositivo exterior de calentamiento que rodea dicha botella y un dispositivo interior de calentamiento, permitiendo una válvula regulable regular la conductancia del inyector que interviene en el interior del recinto. No obstante, el gollete no está adaptado para ser introducido en dicho terminal y el dispositivo interior de calentamiento no rodea dicho conducto.

La presente invención pretende evitar los inconvenientes de la técnica anterior proponiendo un dispositivo y un procedimiento que permitan producir unos vapores al vacío de materiales orgánicos y en los que se pueda recargar fácilmente un depósito de producto.

Con este fin, propone un dispositivo de deposición al vacío que comprende un recinto adaptado para recibir un sustrato a tratar y para ser puesto al vacío y por lo menos un inyector para generar un chorro molecular de vapor de un material orgánico, comprendiendo dicho inyector un conducto que se encuentra en el interior de dicho recinto y que atraviesa una pared de inyección de dicho recinto para formar un terminal exterior adaptado para ser conectado herméticamente, de manera separable, a un medio de alimentación de material orgánico, caracterizado porque dicho medio de alimentación es una botella cuyo gollete está adaptado para ser introducido en dicho terminal y porque dicho dispositivo de deposición comprende, a uno y otro lado de dicha pared de inyección, un dispositivo exterior de calentamiento que rodea dicha botella y un dispositivo interior de calentamiento que rodea dicho conducto, permitiendo una válvula regulable regular la conductancia de inyector que interviene en el interior del recinto.

Este dispositivo permite una recarga de materiales orgánicos que se efectúa desde el exterior del recinto de vacío, no obligando la operación de recarga a poner el recinto de vacío en contacto con el aire. La capacidad de materiales orgánicos se puede ajustar cualquiera que sea el tamaño de la cámara.

Según otro aspecto de la presente invención, dicho conducto de dicho inyector está provisto de un dispositivo de calentamiento adaptado para impedir la deposición del material orgánico sobre dicho conducto.

Según otro aspecto de la presente invención, dicha válvula está provista de un dispositivo de calentamiento adaptado para impedir la deposición del material orgánico sobre dicha válvula.

Ventajosamente, dicho depósito amovible tiene una forma de botella con un cuerpo cilíndrico y un gollete cuyo extremo está adaptado para ser introducido en el extremo exterior de dicho conducto de dicho inyector.

Ventajosamente, dicho depósito amovible comprende, en el interior de su cuerpo cilíndrico, una pluralidad de aletas metálicas que se extienden radialmente entre la pared de dicho depósito y un tubo central que se extiende sobre la totalidad de la altura de dicho cuerpo cilíndrico.

Dicho dispositivo permite mejorar la transmisión del calor hacia el interior del depósito con el fin de evitar la acumulación del producto en la zona central del depósito.

Según otro modo de realización de la presente invención, dicho depósito amovible tiene un cuerpo cilíndrico de sección anular.

De esta manera, un dispositivo de calentamiento puede ser introducido axialmente por el fondo de dicho depósito.Ésta es otra manera de evitar la acumulación del producto en la zona central del depósito.

Ventajosamente, dicho depósito amovible está provisto de una válvula a nivel de su gollete.

Según otro aspecto de la presente invención, dicho conducto de dicho inyector es vertical y atraviesa el fondo de dicho recinto de vacío, extendiéndose dicho sustrato horizontalmente en una parte superior de dicho recinto.

Ventajosamente, dicho horno de calentamiento calienta dicho depósito con un gradiente de temperatura entre la base y el gollete de este depósito, entre el gollete y la válvula y entre la válvula y la embocadura interior del conducto.

La presente invención se refiere asimismo a un procedimiento de deposición al vacío que utiliza un dispositivo tal como se ha definido anteriormente, caracterizado porque comprende las etapas de recarga que consisten en:

cerrar dicha válvula;

separar dicho depósito de dicho inyector;

recargar dicho depósito;

conectar dicho depósito a dicho inyector;

abrir progresivamente la válvula;

calentar dicho conducto;

calentar dicha válvula; y

calentar dicho depósito.

La invención se comprenderá mejor con ayuda de la descripción, dada a continuación a título puramente explicativo, de un modo de realización de la invención, haciendo referencia... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de deposición al vacío que comprende un recinto (1) adaptado para recibir un sustrato (2) a tratar y para ser puesto al vacío y por lo menos un inyector (110) para generar un chorro molecular de vapor de un material orgánico, comprendiendo dicho inyector (110) un conducto que se encuentra en el interior de dicho recinto y que atraviesa una pared de inyección (141) de dicho recinto para formar un terminal exterior (120) adaptado para ser conectado herméticamente, de manera separable, a un medio de alimentación de material orgánico, caracterizado porque dicho medio de alimentación es una botella (10) cuyo gollete (11) está adaptado para ser introducido en dicho terminal (120) , y porque dicho dispositivo de deposición comprende, a uno y otro lado de dicha pared de inyección (141) , un dispositivo exterior de calentamiento (50) que rodea dicha botella y un dispositivo interior de calentamiento (30) que rodea dicho conducto, permitiendo una válvula (20) regulable regular la conductancia del inyector que interviene en el interior del recinto.

2. Dispositivo de deposición al vacío según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha válvula (20) de dicho inyector (110) está provista de un dispositivo de calentamiento (40) adaptado para impedir la deposición del material orgánico sobre dicha válvula.

3. Dispositivo de deposición al vacío según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho depósito amovible (10) puede ser llenado con material orgánico sólido, puesto al vacío y cerrado por un tapón

(130) de manera que conserve un vacío del orden de 10-8 torr durante una semana.

4. Dispositivo de deposición al vacío según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha botella (10A) comprende una pluralidad de aletas metálicas (150) que se extienden radialmente entre la pared

(152) de dicho depósito y un tubo central (151) que se extiende sobre la totalidad de la altura de dicho cuerpo cilíndrico.

5. Dispositivo de deposición al vacío según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha botella (10C) tiene un cuerpo cilíndrico de sección anular.

6. Dispositivo de deposición al vacío según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha botella (10B) está provista de una válvula (160) a nivel de su gollete.

7. Dispositivo de deposición al vacío según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho conducto de dicho inyector (110) es vertical y atraviesa el fondo de dicho recinto de vacío (1) , extendiéndose dicho sustrato (2) horizontalmente en una parte superior de dicho recinto.

8. Dispositivo de deposición al vacío según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho horno de calentamiento (50) calienta dicha botella (10) con un gradiente de temperatura entre la base y el gollete (11) de esta botella, entre dicho gollete (11) y dicha válvula (20) y entre dicha válvula (20) y la embocadura interior de dicho inyector (120) .

9. Procedimiento de deposición al vacío que utiliza un dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende las etapas de recarga que consisten en:

cerrar dicha válvula (20) ; separar dicha botella (10) de dicho inyector (110) ; recargar dicha botella (10) ; conectar otra botella (10) a dicho inyector (110) ; abrir progresivamente la válvula (20) ; calentar dicho conducto (113) de dicho inyector (110) ; calentar dicha válvula (20) ; y calentar dicha otra botella (10) .