热蒸发等离子体沉积的制作方法

1.本发明涉及用于产生沉积材料以沉积在基底上的方法和设备。


背景技术：

2.沉积是一种将材料沉积在基底上的过程。沉积的一个例子是薄膜沉积，其中薄层(通常从大约一纳米或者甚至几分之一纳米到几微米或者甚至几十微米)沉积在基底上，例如硅晶片或者网。薄膜沉积的一个示例技术是物理气相沉积(pvd)，其中材料被蒸发以产生材料蒸汽，该材料蒸汽然后被沉积到基底上。pvd的一个例子是蒸发沉积，其中在真空中加热材料，以便将材料蒸发为材料蒸汽。材料蒸汽的蒸发可能不会产生恒定的材料蒸汽，例如在材料蒸汽中可能存在较高或较低密度的局部区域。因此，可能希望以有效的方式产生恒定的材料蒸汽，用于在基底上沉积。
3.pvd的另一个例子是溅射沉积，其中由于高能粒子如离子的轰击，材料粒子从材料表面喷射或溅射。在溅射沉积的例子中，溅射气体，例如惰性气体，例如氩气，在低压下被引入真空室，并且溅射气体使用高能电子被电离以产生等离子体。等离子体离子对材料的轰击喷射出材料蒸汽，该蒸汽然后可以沉积在基底上。材料蒸汽在基底上的沉积速率可能低于其它沉积工艺，例如蒸发沉积。此外，由于被离子轰击的材料表面的有限尺寸，溅射沉积可能不适合于在基底上沉积具有均匀厚度的大面积沉积材料。因此，可能希望以有效的方式产生用于在大的基底面积上沉积的恒定材料蒸汽。


技术实现要素：

4.根据本发明的第一方面，提供了一种沉积系统，该沉积系统包括感应坩埚设备，该感应坩埚设备配置为产生材料蒸汽。当使用时，感应坩埚设备配置为感应加热坩埚，以在坩埚中产生两个或更多个热区。该沉积系统还包括配置成支撑基底的基底支架以及配置成在感应坩埚设备和基底支架之间产生等离子体的等离子体源，使得材料蒸汽至少部分地传输通过等离子体会产生用于沉积在基底上的沉积材料。通过将感应坩埚设备与等离子体源相结合，可以将材料蒸汽的高产生速率与将材料蒸汽改性为具有均匀或均质密度的能力相结合。结果，可以产生具有均匀密度的高速沉积材料，用于在基底上沉积。与电子束沉积或坩埚电阻加热相比，沉积系统可以使用相对较低的能量来实现材料蒸汽的高速产生。因此，蒸发坩埚中的材料以产生材料蒸汽需要较低的能量。此外，与电子束沉积或等离子体气相沉积相比，由于能够控制坩埚中材料的蒸发(或汽化)速率以产生材料蒸汽，感应坩埚设备的使用可以允许高度控制沉积材料的化学计量。
5.感应坩埚设备可以包括坩埚和围绕坩埚布置的一个或多个感应线圈，使得在向一个或多个感应线圈施加电功率时，在坩埚的至少第一部分中产生第一热区，并且在坩埚的至少第二部分中产生第二热区。第一热区的第一温度可以不同于第二热区的第二温度。在坩埚中产生具有不同温度的第一热区和第二热区可以提供独立控制坩埚中热区的能力。独立控制热区可以允许一个区域，例如第二热区，被配置在较高的温度。在一些例子中，感应
坩埚设备可以提供简单有效的设备，用于允许坩埚中的材料保持在2000摄氏度以上，而不需要另外的加热系统，例如电子枪系统。这种配置可以提供一种在坩埚中产生材料的高压蒸汽通量的有效方式。
6.一个或多个感应线圈可以包括围绕坩埚第一部分布置的第一感应线圈和围绕坩埚第二部分布置的第二感应线圈。第一电功率可被施加到第一感应线圈，并且不同于第一电功率的第二电功率可被施加到第二感应线圈。向第一和第二感应线圈施加不同的电功率允许坩埚中的第一和第二热区具有不同的热温度。独立地控制施加到感应线圈的电功率，并因此独立地控制热区的温度，可以更好地控制坩埚中材料的加热。
7.坩埚的第一部分可以位于坩埚的基部和坩埚的第二部分之间。当向一个或多个感应线圈施加电功率时，第一热区的第一温度可以达到或超过第一温度阈值，以熔化要由感应坩埚设备加热的材料。附加地或替代地，在向一个或多个感应线圈施加电功率时，第二热区的第二温度可以达到或超过第二温度阈值，以蒸发要由感应坩埚设备加热的材料，从而产生材料蒸汽。将较低温度的第一热区配置成低于较高温度的第二热区，可以最小化坩埚内包含的材料的喷射或喷溅。这是因为第一热区中的材料比第二热区中的材料加热速率低。
8.等离子体源可以配置成在感应坩埚设备和基底支架之间产生等离子体，使得等离子体基本上不存在于坩埚中。产生等离子体使得其基本上不存在于感应坩埚设备中可以减少等离子体对坩埚的损坏。
9.沉积系统可以包括气体供应系统，该气体供应系统配置为在感应坩埚设备和基底支架之间提供至少一种气体。材料蒸汽和气体之间的反应可以提供执行反应沉积过程的能力。气体可包括一种或多种化学元素和/或分子，其可与材料蒸汽发生化学反应，产生一种或多种沉积材料。此外，材料蒸汽可以是或包括前体材料，使得与气体的反应可以产生沉积材料。执行反应沉积过程的能力提供了产生用于沉积在基底上的多种沉积材料的可能性。
10.气体供应系统可以包括以下中的至少一个：第一气体入口，以提供第一气体通过等离子体，第二气体入口，以在等离子体和感应坩埚设备之间提供第二气体，或者第三气体入口，以在等离子体和基底支架之间提供第三气体。材料蒸汽通过第一气体、第二气体和/或第三气体的传输可以导致材料蒸汽与气体相互作用。这种相互作用可以至少部分地产生沉积材料。如上所述，与气体的相互作用可以形成反应沉积过程的一部分。
11.气体供应系统可以配置为控制在感应坩埚设备和基底支架之间提供至少一种气体的速率。控制提供至少一种气体的速率可以提供控制所产生的沉积材料的性质的能力。结果，基底上沉积的材料可能具有由提供给沉积系统的气体的速率决定的性质或特征。
12.沉积系统可以配置成将材料蒸汽至少部分地传输通过等离子体和/或至少部分地传输通过气体。材料蒸汽的材料可以与至少一种气体和/或等离子体相互作用以产生沉积材料。材料蒸汽可以与等离子体相互作用，以改变材料蒸汽的性质，从而产生沉积材料。材料蒸汽的性质可以被认为是物理或材料性质(例如材料蒸汽的热能或密度)和/或化学性质(例如化学成分)。
13.沉积系统布置用于制造能量存储装置。能量存储装置的制造可能涉及沉积相对厚的层或膜，而不是薄膜。为了沉积厚膜，具有高度再现性和可控性的沉积系统是理想的，例如本发明的沉积系统。
14.根据本发明的第二方面，提供了一种用于在基底上沉积沉积材料的方法。该方法包括感应加热感应坩埚设备以产生两个或更多个热区，从而加热感应坩埚设备中包含的材料以产生材料蒸汽。该方法还包括在感应坩埚设备和基底之间产生等离子体。该方法还包括将材料蒸汽至少部分地传输通过等离子体以产生沉积材料并将沉积材料沉积在基底上。通过将感应坩埚设备与等离子体相结合，可以将材料蒸汽的高产生速率与将材料蒸汽改性为具有均匀或均质密度的能力相结合。结果，可以产生具有均匀密度的高速沉积材料，用于在基底上沉积。
15.感应加热感应坩埚设备可以包括向围绕感应坩埚设备的坩埚布置的一个或多个感应线圈施加电功率，以在坩埚的第一部分产生第一热区，在坩埚的第二部分产生第二热区。第一热区的第一温度可以不同于第二热区的第二温度。向第一和第二感应线圈施加不同的电功率允许坩埚中的第一和第二热区具有不同的温度。独立地控制施加到感应线圈的电功率，并因此独立地控制热区的温度，可以更好地控制坩埚中材料的加热。加热坩埚内的材料可以使材料蒸发以产生材料蒸汽。
16.坩埚的第一部分可以位于坩埚的基部和坩埚的第二部分之间。感应加热感应坩埚设备可以进一步包括配置第一温度和第二温度以熔化材料在坩埚第一部分中的第一部分和/或蒸发材料在坩埚第二部分中的第二部分以产生材料蒸汽。熔化材料的第一部分和蒸发材料的第二部分可以使材料的喷射或喷溅最小化。这是因为材料的第一部分比材料的第二部分以更低的速率被加热。
17.感应坩埚设备中基本上没有等离子体。将等离子体配置成基本上不存在于感应坩埚设备中可以减少等离子体对坩埚的损坏。
18.可以在感应坩埚设备和基底之间提供至少一种气体。材料蒸汽和气体之间的反应可以提供执行反应沉积过程的能力。气体可包括一种或多种化学元素和/或分子，其可与材料蒸汽发生化学反应，产生一种或多种沉积材料。此外，材料蒸汽可以是或包括前体材料，使得与气体的反应可以产生沉积材料。执行反应沉积过程的能力提供了产生用于沉积在基底上的多种沉积材料的可能性。
19.产生沉积材料可以包括材料蒸汽的材料与至少一种气体和/或等离子体相互作用。材料蒸汽的材料可以与至少一种气体和/或等离子体相互作用以产生沉积材料。材料蒸汽的材料可以与气体和/或等离子体相互作用，以改变材料蒸汽的特性，从而产生沉积材料。材料蒸汽的性质可以被认为是物理或材料性质(例如材料蒸汽的热能或密度)和/或化学性质(例如化学成分)。由于传输通过等离子体，沉积材料可包括离子、电子和中性原子/分子的高能云，其可与气体进一步相互作用以产生沉积材料。这样，沉积材料可以包括高能沉积材料，这避免了在沉积过程中需要额外的步骤(例如退火步骤)来在沉积到基底上时向沉积材料提供更多的能量。
20.可以在第一时间以第一速率提供至少一种气体中的气体，以在第一时间生成沉积材料作为第一沉积材料。第一沉积材料可以通过将材料蒸汽至少部分传输通过等离子体和至少部分传输通过气体来产生。此外，可以在不同于第一时间的第二时间以不同于第一速率的第二速率提供至少一种气体中的气体。不同于第一沉积材料的第二沉积材料可以在第二时间通过将材料蒸汽至少部分传输通过等离子体和至少部分传输通过气体来产生。第一沉积材料可以具有与第二沉积材料不同的化学成分。控制提供至少一种气体的速率可提供
控制所产生的沉积材料的性质(例如化学成分)的能力。结果，基底上沉积的材料可能具有由提供给沉积系统的气体的速率决定的性质或特征。
21.该至少一种气体可以包括氮气、氩气、氧气、氨气、氮氧化物和/或氦气。这种气体可以提供利用作为前体材料的材料蒸汽执行反应沉积过程以便产生沉积材料的能力。
22.可以控制提供至少一种气体中的气体的速率，以便控制沉积在基底上的沉积材料的结晶度。控制提供气体的速率(例如气体的浓度)可以用于控制气体和材料蒸汽之间的反应速率，以便控制由反应产生的沉积材料的晶体结构(例如结晶度)。
23.可以控制材料蒸汽的产生速率和/或等离子体的密度，以便控制沉积材料的材料特性。控制材料蒸汽的产生速率可以提供控制沉积在基底上的沉积材料的厚度和/或密度的能力。控制等离子体的密度可以提供控制沉积在基底上的沉积材料的均匀性或同质性的能力。
24.将沉积材料沉积在基底上可以包括将沉积材料基本均匀地沉积在基底上。将基本均匀的沉积材料沉积在基底上产生均匀或一致的沉积材料。
25.沉积在基底上的沉积材料可以包括用于能量存储装置的电极层或电解质层的材料。能量存储装置的制造可能涉及沉积相对厚的层或膜，而不是薄膜。为了沉积厚膜，具有高度再现性和可控性的沉积工艺是理想的，例如本发明的沉积过程。
26.根据本发明的第三方面，提供了一种根据本发明第二方面的方法制造的能量存储装置。
27.从下面参考附图仅以示例方式给出的描述中，进一步的特征将变得显而易见。
附图说明
28.图1是根据示例的沉积系统的示意图；
29.图2是根据示例的感应坩埚设备的示意图；
30.图3是根据进一步示例的感应坩埚设备的示意图；
31.图4是根据进一步示例的感应坩埚设备的示意图；
32.图5a是根据示例的基底支架的示意图；
33.图5b是根据进一步示例的基底支架的示意图；
34.图6是根据示例的等离子体源的示意图；
35.图7是根据进一步示例的等离子体源的示意图；
36.图8是根据进一步示例的沉积系统的示意图；和
37.图9是说明用于在基底上沉积沉积材料的方法的流程图。
具体实施方式
38.参考附图，根据示例的方法和系统的细节将从以下描述中变得明显。在本说明书中，出于解释的目的，阐述了某些示例的许多具体细节。说明书中对“示例”或类似语言的引用意味着结合该示例描述的特定特征、结构或特性包括在至少一个示例中，但不一定包括在其他示例中。还应注意，为了便于解释和理解示例背后的概念，示意性地描述了某些示例，省略和/或必要地简化了某些特征。
39.图1是沉积系统100的示意图。该示例中的沉积系统100包括感应坩埚设备200、基
底支架500和等离子体源600。
40.感应坩埚设备200配置成产生材料蒸汽210。感应坩埚设备200可以感应加热坩埚201，以在坩埚201中产生两个或更多个热区204、205。下面参照图2至4描述感应坩埚设备200。
41.基底支架500配置成支撑基底501。下面参照图5a和5b描述基底支架500。
42.等离子体源600配置成在感应坩埚设备200和基底支架500之间产生等离子体620。材料蒸汽210至少部分传输通过等离子体620会产生用于沉积在基底501上的沉积材料510。下面参照图6和7描述等离子体源600。
43.尽管为了清楚起见未在图中示出，但是应当理解，沉积系统100可以位于沉积室内。在使用时，沉积室可以被抽空到适于沉积过程的低压，例如3
×
10-3
托。例如，沉积室可以通过真空泵系统抽空到合适的压力(例如小于1
×
10-5
托)。当使用时，可使用气体供应系统将气体(例如氩气或氮气)引入沉积室中，以达到适于沉积过程的压力。
44.由感应装置源200产生的材料蒸汽210可以在方向220上朝基底501行进。材料蒸汽可能存在的区域可被称为沉积区230。沉积区230包括感应坩埚设备200和基底支架500之间的区域，材料蒸汽210可以在该区域中行进。沉积区230的边缘由始于感应坩埚设备200并结束于基底支架500的虚线示出。
45.图2是感应坩埚设备200的示意图。与图1的相应特征相似的图2的特征用相同的附图标记标注。除非另有说明，否则相应的描述也适用。
46.该示例中的感应坩埚设备200包括坩埚201和围绕坩埚201布置的一个或多个感应线圈203。例如，坩埚是用于容纳待加热材料的器皿或容器。坩埚内的材料可以被加热到使材料熔化的温度，例如变成液态。坩埚可以由耐热材料制成，例如但不限于石墨、瓷器、陶瓷、氧化铝或金属。可以选择坩埚的耐热材料，以便承受熔化坩埚内材料所需的温度。坩埚的材料和尺寸(例如大小和/或形状)可以根据坩埚的使用要求来选择。
47.坩埚201可用于使用一个或多个感应线圈203加热坩埚201内的材料202。由于材料202的热能增加，加热材料202导致材料温度升高。材料202的加热可能由于向一个或多个感应线圈203施加电能而产生。
48.感应线圈203可以包括连续的导线线圈，其可以具有多匝导线。导线可以由导电材料制成或者包括导电材料，例如铜。因此，这种导线能够通过感应线圈传导电流。多匝导线可以配置为围绕中心轴线布置的连续导线环或线圈。在一些示例中，多匝导线围绕中心轴线布置成半径不断增加的圆。在其他示例中，多匝导线围绕中心轴线布置成具有相同半径的圆，但是使得圆的中心位于直线上。如上所述，一段长度的导线可以被认为是一个感应线圈。
49.电能可以施加到单个感应线圈上。例如彼此电断开的两段或多段单独的导线可以被认为是两个或多个单感应线圈。电功率可以独立地施加到每个感应线圈，例如第一电功率施加到第一感应线圈，第二电功率施加到第二感应线圈。围绕坩埚201的一个或多个感应线圈203的存在允许坩埚201中的材料202通过感应加热被加热。通过使交流电(ac)通过感应线圈，可以在被感应线圈包围的材料中感应出涡流。例如，涡流包括一个或多个闭合的电流回路，该电流回路是由于交变磁场的存在而在电导体中感应产生的。电流可以通过感应线圈以产生磁场。交变通过感应线圈的电流将会交变磁场，从而产生涡流。
50.涡流产生热能，加热材料。对于导电的材料，这个过程会加热材料。这种导电材料也称为感应感受器。对于具有不良导电性的材料，线圈内部的坩埚可以由感应感受器(例如石墨)制成或者以其他方式包括感应感受器，感应感受器然后可以包含不良导电性的材料。因此，坩埚可以被感应加热，并且容纳在坩埚内的材料可以被传导加热。
51.感应坩埚设备200可以在坩埚201中包含最初处于固态或液态的材料202。在通过感应加热加热坩埚201中的材料202时，材料可以变成液态，这可以被称为熔融状态。进一步加热可导致熔融材料202蒸发，例如变成气态，也称为材料蒸汽210，从熔融材料202蒸发。材料蒸汽210可以沉积在基底上以产生沉积材料层。此外或可选地，在沉积到基底上以产生沉积材料层之前，材料蒸汽可用于化学反应，作为反应沉积过程的一部分。
52.沉积是在基底上提供材料的过程。可以在其上沉积材料的基底例如是玻璃或聚合物，并且可以是刚性的或柔性的，并且通常是平面的。通过在基底上沉积层的堆叠，可以生产诸如固态电池的能量存储装置。层的堆叠通常包括第一电极层、第二电极层以及第一电极层和第二电极层之间的电解质层。
53.第一电极层可以充当正集电器层。在这样的例子中，第一电极层可以形成正电极层(其可以在包括堆叠的能量存储装置的电池放电期间对应于阴极)。第一电极层可以包括通过稳定的化学反应适于储存锂离子的材料，例如锂钴氧化物、锂铁磷酸盐或碱金属多硫化物盐。
54.在替代示例中，可以有单独的正集电器层，其可以位于第一电极层和基底之间。在这些示例中，单独的正集电器层可以包括镍箔，但是应当理解，可以使用任何合适的金属，例如铝、铜或钢，或者包括金属化塑料的金属化材料，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)上的铝。
55.第二电极层可以充当负集电器层。在这种情况下，第二电极层可以形成负电极层(在包括堆叠的能量存储装置的电池放电期间可以对应于阳极)。第二电极层可以包括锂金属、石墨、硅或氧化铟锡(ito)。至于第一电极层，在其他示例中，该堆叠可以包括单独的负集电器层，其可以在第二电极层上，第二电极层在负集电器层和基底之间。在负集电器层是单独层的示例中，负集电器层可以包括镍箔。然而，应当理解，任何合适的金属都可以用于负集电器层，例如铝、铜或钢，或者包括金属化塑料的金属化材料，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)上的铝。
56.第一和第二电极层通常是导电的。由于离子或电子流过第一和第二电极层，电流因此可以流过第一和第二电极层。
57.电解质层可以包括任何合适的离子导电材料，但也是电绝缘体，例如锂磷氧氮化物(lipon)。如上所述，电解质层例如是固体层，并且可以被称为快离子导体。固体电解质层可以具有介于液体电解质的结构和结晶固体的结构之间的结构，液体电解质的结构例如缺乏规则的结构并且包括可以自由移动的离子。例如，晶体材料具有规则的结构，原子有序排列，可以排列成二维或三维晶格。晶体材料的离子通常是不可移动的，因此可能无法在整个材料中自由移动。
58.该堆叠可以例如通过在基底上沉积第一电极层来制造。电解质层随后沉积在第一电极层上，然后第二电极层沉积在电解质层上。可以使用这里描述的系统或方法沉积堆叠的至少一层。
59.坩埚201中提供的材料202可以根据要沉积在基底上的层来选择。例如，第一材料可以最初布置或以其他方式提供在坩埚201中。第一材料可以是导电材料，例如锂钴氧化物，例如沉积在基底上以形成能量存储装置的第一电极层。当第一材料在基底上沉积到期望的厚度时，坩埚201中的第一材料可以被第二材料替换。第二材料可以是离子导电但电绝缘的材料，例如锂磷氮氧化物(lipon)，例如沉积在第一电极层上以形成能量存储装置的电解质层。一旦第二材料已经在基底上沉积到期望的厚度，坩埚201中的第二材料可以用第三材料替换。第三材料也可以是诸如锂金属的导电材料，例如沉积在电解质层上以形成能量存储装置的第二电极层。当第三材料在基底上沉积到期望的厚度时，可以在沉积层的堆叠上进行进一步的处理以产生能量存储装置。
60.典型地，能量存储装置如固态电池的制造可能涉及沉积相对厚的层或膜(例如，微米量级，有时称为微米)而不是薄膜(例如，纳米量级)。为了沉积具有这种厚度的膜，需要具有高度可再现性和可控性的沉积源。
61.回头参考图2的感应坩埚设备200，在该示例中，坩埚201包括第一部分201a和第二部分201b。当向一个或多个感应线圈203施加电功率时，至少在坩埚201的第一部分201a中产生第一热区204，并且至少在坩埚201的第二部分201b中产生第二热区205。第一热区204可具有第一温度，第二热区205可具有第二温度，使得第一温度不同于第二温度。例如，在向一个或多个感应线圈203施加电功率时，第一热区204可以具有与第二热区205不同的温度。
62.尽管在图2中第一热区204被显示为与第二热区205分开且不同，但是应该理解的是，在向一个或多个感应线圈203施加电功率时，坩埚201中的第一和第二热区204、205可能不是分开且不同的。第一和第二热区204、205可以不限于图2中虚线所示的区域。
63.相反，第一和第二热区204、205可以被认为是坩埚201的平均具有给定温度的部分。例如，平均而言，在第一热区204内，第一热区204可以具有第一温度。类似地，平均而言，在第二热区205内，第二热区205可以具有第二温度。第一温度和第二温度可以相同或不同。当第一温度和第二温度相同时，由于例如不同的热梯度、温度分布或温度曲线，第一和第二热区204、205可能仍然具有不同的热特性。
64.在一些示例中，热区可以存在于坩埚的一部分中。可以认为热区存在于坩埚部分的材料内，使得热区限于坩埚材料存在的地方。换句话说，热区不能延伸到坩埚材料之外。例如，第一热区204可以被认为受限于坩埚201的部分201a的材料。在其他示例中，热区可以存在于坩埚的一部分中，并且也可以延伸到坩埚材料之外。热区可被认为存在于坩埚部分的材料内和坩埚腔的一部分内。换句话说，热区可以延伸到坩埚材料之外，以包围容纳待加热材料202的坩埚腔。
65.对应于坩埚120110的第一部分201a的第一热区204可以位于坩埚201的基部201c和坩埚201的第二部分201b之间。坩埚201的基部201c可以被称为坩埚201的底部。第一热区204可以被认为位于坩埚201的底部。对应于坩埚201的第二部分201b的第二热区205可以位于坩埚201的第一部分201a和坩埚201的顶部201d之间。第二热区205可以被认为位于坩埚201的顶部。
66.在一些示例中，坩埚201的第一部分201a和坩埚201的第二部分201b可以包括坩埚201的第一部分201a和第二部分201b共有的部分。这样，第一热区204和第二热区205可以包含第一热区204和第二热区205共有的坩埚201的一部分。换句话说，第一热区204和第二热
区205可以在坩埚210内部分重叠。
67.在一些示例中，坩埚201的第一和第二部分201a、201b可以具有不同的物理特性，使得能够产生第一和第二热区204、205。坩埚201的第一部分201a和坩埚201的第二部分201b之间的界面在图2中由界面线201e示出。坩埚201的第一部分201a可以具有与坩埚的第二部分201b不同的物理特性，使得当穿过坩埚201的界面线201e时，坩埚201的物理特性改变。
68.在一个示例中，坩埚201的第一部分201a可以具有与坩埚201的第二部分201b不同的电阻率。例如，第二部分201b可以具有比第一部分201a更高的电阻率。当给定的电功率施加到围绕或以其他方式布置在坩埚201的第一和第二部分201a、201b周围的单个感应线圈时，由于第二部分201b的电阻率较高，坩埚201的第二部分201b可能比坩埚201的第一部分201a加热得更多。这可以产生温度高于第一热区204的第二热区205。如上所述，单个感应线圈可以被认为是一个感应线圈。感应线圈可以包括连续的导线线圈，其可以具有多匝导线。
69.在其他示例中，感应坩埚设备201可以包括坩埚201，该坩埚201在整个坩埚201中具有相同或相似的物理特性。为了产生第一热区204和第二热区205，在这种情况下可以使用两个或更多个感应线圈203。第一感应线圈可用于产生第一热区204，第二感应线圈可用于产生第二热区205。在向第一感应线圈施加第一电功率和向第二感应线圈施加第二电功率时，其中第一电功率不同于第二电功率，第一热区可以具有与第二热区不同的热属性。例如，通过向第二感应线圈施加比第一感应线圈更高的电功率，可以在第二热区中产生比第一热区更高的温度。
70.图3是在感应坩埚设备300中产生第一热区204和第二热区205的示意图。图3中与图1和图2中相应特征相似的特征用相同的附图标记表示。除非另有说明，否则相应的描述也适用。
71.感应坩埚设备300包括第一感应线圈203a和第二感应线圈203b。第一电源301a可以被配置成产生第一电功率，例如ac功率。第一电功率可通过一个或多个电连接302a、303a施加到第一感应线圈203a。围绕坩埚201的一部分的第一感应线圈203a的布置在坩埚201中产生第一热区204。第二电源301b可以被配置成产生第二电功率，例如ac功率。第二电功率可以通过一个或多个电连接302b、303b施加到第二感应线圈201b。围绕坩埚201的一部分的第二感应线圈203b的布置在坩埚201中产生第二热区205。
72.电源也可以被称为功率源。电源例如是可以向电负载(在这种情况下是一个或多个感应线圈)提供电功率的电气设备或系统。电源通常将来自电源的电流转换成给定的电压、电流和频率，以便为感应线圈供电。
73.电源，例如第一电源301a或第二电源301b，可以由控制系统304控制。控制系统304例如被布置成控制施加到一个或多个感应线圈203a、203b的电功率。这种控制可以基于由控制系统304接收的输入数据，例如测量数据(下面进一步讨论)。控制系统可以包括处理器，该处理器可以被称为控制器，并且可以是微控制器。处理器可以是用于处理数据和计算机可读指令的中央处理单元(cpu)。控制系统还可以包括用于存储数据和计算机可读指令的存储器。存储器可以包括诸如随机存取存储器(ram)的易失性存储器和诸如只读存储器(rom)的非易失性存储器和/或其他类型的存储器或内存中的至少一个。存储器可以是片上存储器或缓冲器，其可以由处理器相对快速地访问。存储器可以例如通过至少一条总线通
信地联接到处理器，使得数据可以在存储器和处理器之间传输。以这种方式，由处理器处理的计算机可读指令可以由处理器执行并存储在存储器中，用于根据本文所述的示例控制感应坩埚设备300及其各种部件。或者，除了软件之外或代替软件，一些或所有计算机可读指令可以嵌入在硬件或固件中。在一些情况下，第一和第二感应线圈203a、203b被布置成接收来自同一电源的电力，例如市电，其可被称为公共电源。在这种情况下，可以省略第一和第二电源301a、301b，并且控制系统304可以替代地从公共电源接收电力，并且可以控制分别由第一和第二感应线圈203a、203b供应的第一和第二电功率彼此不同。在另外的情况下，可以存在被布置成控制由第一电源301a供应的第一电功率的第一控制系统和被布置成控制由第二电源301b供应的第二电功率的第二控制系统，使得第一电功率不同于第二电功率。在这种情况下，第一和/或第二控制系统可以类似于控制系统304。
74.可以通过例如使用至少一个电源施加例如ac功率来将电功率施加到一个或多个感应线圈203a、203b。例如使用控制系统304，可以通过控制ac功率的电流、电压和/或频率来提供对电功率的控制。在一些示例中，感应坩埚设备300可以在预定的电压和电流下操作。可以选择预定的电压和电流，以防止当感应坩埚设备300被低真空或中等真空包围时，在感应坩埚设备300的紧邻处形成等离子体和坩埚201中的材料202的烧蚀。
75.在一些示例中，施加到第一感应线圈203a的第一电功率301a可以高于施加到第二感应线圈203b的第二电功率301b。施加更高的电功率将导致更大的感应加热和更高的温度。这样，在这些示例中，对应于第一感应线圈203a的第一热区204比对应于第二感应线圈203b的第二热区205具有更高的温度。
76.在其他示例中，施加到第二感应线圈203b的第二电功率301b可以高于施加到第一感应线圈203b的第一电功率301a。施加更高的电功率将导致更大的感应加热和更高的温度。这样，在这些示例中，对应于第二感应线圈203b的第二热区205具有比对应于第二感应线圈203a的第一热区204更高的温度。
77.当第一热区204处于较低温度而第二热区205处于较高温度时，包含在坩埚201内的材料202可以在第一热区204中熔化并在第二热区205中蒸发。在一些示例中，控制系统304可被布置成控制施加到一个或多个感应线圈203a、203b的电功率，使得第一温度满足或超过用于熔化包含在坩埚201内的材料202的第一温度阈值。在一些示例中，控制系统304可被布置成控制施加到一个或多个感应线圈203a、203b的电功率，使得第二温度满足或超过用于蒸发包含在坩埚201内的材料202的第二温度阈值。
78.如图3所示，第一热区可以包含坩埚201内的一些或大部分材料202。第二热区205可以包含坩埚201内包含的一些或少数材料202。在这种情况下，大部分材料202可保持在使材料202处于熔融状态的温度，而小部分材料可保持在使材料202蒸发的温度。
79.将较低温度的第一热区204配置在较高温度的第二热区205之下可以在材料被加热和蒸发时最小化坩埚201中熔融材料202的喷射或喷溅。这是因为第一热区204中的材料202比第二热区205中的材料202加热速率低。
80.如上所述，在一些例子中，感应坩埚设备300可以用作蒸发沉积源。在这种情况下，感应坩埚设备300可以在高温下操作，例如超过2000度，以便蒸发材料202来产生材料蒸汽。超过2000度的高温可以在不使用电子枪系统来加热坩埚201中的材料202的情况下实现。因此，这里的系统和方法可以比现有系统更简单。
81.在这样的例子中，感应坩埚设备300可以安装在沉积室内。沉积室可以包含基底，沉积材料可以沉积在该基底上。在一些示例中，沉积材料可以是从感应坩埚设备300产生的材料蒸汽。在其他示例中，沉积材料可以使用感应坩埚设备300产生的材料蒸汽来产生。
82.沉积室中存在的任何气体(例如空气、氮气、氩气和/或任何其他惰性或稀有气体)可以从沉积室中排出，使得排出的沉积室中的真空压力达到预定的真空压力，例如3
×
10-3
托。可以使用真空泵系统将沉积室抽空至预定压力。这种真空泵系统可以包括涡旋泵或旋转泵和/或涡轮泵，以排空沉积室内的气体和/或空气。
83.当感应坩埚设备300用作蒸发沉积源时，控制施加到一个或多个感应线圈的电功率可用于控制坩埚中第一和第二热区204、205的热特性。结果，第一和第二热区204、205的特性可以决定沉积材料在基底上的沉积特性。例如，独立控制第一和第二热区204、205的特性的能力可以提供对基底上沉积材料的沉积厚度和/或密度、基底上沉积材料的沉积速率(例如材料蒸汽的蒸汽通量)、沉积质量(例如材料蒸汽的蒸汽通量的均匀性)等的控制。调节施加到一个或多个感应线圈的电功率可以提供产生用于沉积在基底上的材料蒸汽的高压蒸汽通量的可能性。
84.在一些示例中，两个或更多热区204、205的存在可以在热区之间产生一个或多个热梯度。热梯度的产生可以引起坩埚201中熔融材料202的运动，例如产生坩埚201中熔融材料202的搅拌。熔融材料202可以包含在第一热区204的区域(其在坩埚201的第一部分中产生)和第二热区205的区域(其在坩埚201的第二部分中产生)中。第一和第二热区204、205的区域可以包括第一和/或第二热区204、205的一些或全部。这样，由于第一热区204和第二热区205之间的热梯度，熔融材料202的搅拌可存在于第一热区204的区域和第二热区205的区域之间。
85.熔融材料202的搅拌可以提供更均匀的热能分布，并因此确保当坩埚201被加热时，坩埚201中包含的材料202中没有或有更少的热点或冷点，例如因此存在相对均匀的热能分布。材料202的感应加热也可以产生熔融材料202的感应搅拌。感应搅拌还可以提供更均匀的热能分布，从而提供更均匀的熔融材料202。
86.一个或多个温度传感器可以联接到坩埚201，以便测量坩埚201的热特性。第一温度传感器311a可以通过联接机构312a联接到坩埚201的第一热区204。类似地，第二温度传感器311b可以通过联接机构312b联接到坩埚201的第二热区205。温度传感器311a、311b可以允许测量热区204、205中至少一个的温度。
87.联接机构312a、312b可以将温度传感器物理连接或联接到热区204、205。在一些示例中，温度传感器311a、311b测量给定热区204、205内坩埚本身的温度，如图2所示。例如，温度传感器311a、311b可以物理连接到坩埚本身，例如在坩埚的外部或者在坩埚的材料内部。在其他示例中，温度传感器测量给定热区内坩埚腔的温度，例如坩埚内包含的材料的温度。例如，温度传感器可以物理连接到坩埚的腔或坩埚内包含的材料。
88.温度传感器311a、311b可以是测量物体温度的任何这样的装置，例如热电偶、热敏电阻或恒温器。温度传感器311a、311b可被布置成分别获得代表第一或第二温度中的至少一个的测量值的测量数据。在一些示例中，第一温度是第一热区的温度，第二温度是第二热区的温度。
89.在一些示例中，例如对于恒温器，第一和/或第二热区204、205的温度测量可用于
控制或部分控制施加到感应线圈的电功率。施加到感应线圈的电功率可以由控制系统控制，例如控制系统304。控制系统304可被布置成基于接收的输入数据来控制电功率301a、301b，该输入数据可包括由温度传感器311a、311b获得的测量数据。
90.例如，施加到第一和/或第二感应线圈203a、203b的电功率可以由反馈回路控制，该反馈回路至少部分地基于第一和/或第二热区204、205的温度传感器311a、311b的温度测量。结果，第一和/或第二热区204、205的温度可以自动保持，而不需要人工干预。这样，可以在第二热区205中实现材料202的基本恒定的蒸汽通量，或者材料202的蒸汽通量具有比现有系统更少的蒸汽通量变化。换句话说，材料202的蒸发以基本恒定的速率发生，以产生恒定的材料蒸汽。当蒸汽通量近似恒定时，材料蒸汽的蒸汽通量可以被认为是基本恒定的。例如，材料的蒸汽通量在测量公差范围内可以是近似恒定的，或者蒸汽通量的变化在蒸汽通量的正负1％、5％或10％之内。
91.施加到感应线圈的电功率可以由控制系统控制，例如图3中的控制系统304。例如，响应于指示第一热区204的第一温度低于用于熔化由感应坩埚设备300加热的材料的第一温度阈值的输入数据，控制系统304可以控制施加到第一感应线圈203a的第一电功率301a以增加第一热区204内的温度，直到第一热区204内的温度满足或超过第一温度阈值。类似地，响应于指示第二热区205的第二温度低于用于材料蒸发的第二温度阈值的输入数据，控制系统304可控制施加到第二感应线圈203b的第二电功率310b以增加第二热区205内的温度，直到第二热区205内的温度满足或超过第二温度阈值。相反，控制系统304可以类似地布置成，如果确定第一和/或第二温度满足或超过另一个第一和/或第二温度阈值(例如，对应于从坩埚201蒸发的材料的通量对于期望的用途来说太高)，则降低第一和/或第二电功率301a、301b。
92.在一些示例中，诸如膨胀石墨绝缘材料的绝缘体320可以布置在坩埚201周围以及坩埚201和一个或多个感应线圈203a、203b之间。绝缘体320例如是耐热材料，其可以抑制或限制热能的传递。例如，绝缘体320可以抑制热能从坩埚201传递到感应线圈203a、203b。通过将绝缘体320布置在感应线圈203a、203b和坩埚201之间，绝缘体320可以保护感应线圈203a、203b免受来自坩埚201的热量。
93.图4是感应坩埚设备400的示意图。图4中与图1至图3中相应特征相似的特征用相同的附图标记表示。除非另有说明，否则相应的描述也适用。
94.如上所述，感应坩埚设备400可包括用于容纳待通过感应加热加热的材料202的坩埚201和围绕坩埚201布置的一个或多个感应线圈(在这种情况下，第一和第二感应线圈203a、203b)。在坩埚201与第一和第二感应线圈203a、203b之间，可以存在绝缘体320，以保护第一和第二感应线圈203a、203b免受施加电功率时坩埚201内产生的热量。
95.在一些示例中，至少一个感应线圈可以由冷却系统冷却。第一冷却系统可布置成冷却第一感应线圈203a。第二冷却系统可以布置成冷却第二感应线圈203b。第一冷却系统和第二冷却系统可以分别向第一感应线圈203a和第二感应线圈203b施加不同量的冷却。
96.在一些示例中，至少一个冷却系统是水冷系统。例如，至少一个感应线圈可以由水冷系统水冷。例如，第一感应线圈203a可以由第一水冷系统水冷，在这种情况下，第一水冷系统包括第一和第二元件401a和402a(尽管这仅仅是一个例子)。第一和第二元件401a和402a可以包括允许水流过的管子、管道或其他这样的中空容器。第一和第二元件401a和
402a可以与第一感应线圈203a热接触，使得热能可以从第一感应线圈203a传递到第一和第二元件401a和402a以及其中的水。在图4中，第一元件401a平行于第一感应线圈203a的下边缘延伸，第二元件402a平行于第一感应线圈203a的上边缘延伸，尽管这仅仅是一个例子。流经第一感应线圈203a周围的第一和第二元件401a和402a的水由于与第一感应线圈203a的热接触而变热，并从第一感应线圈带走至少一些热能。因此，水被用作传热介质。第一和第二元件401a和402a可以由铜、金属或其他这种导热材料制成。将热能从第一感应线圈203a转移走将冷却第一感应线圈203a。第一水冷系统401a、402a中的水可以通过第一元件401a，并且随后通过第二元件402a，以便冷却第一感应线圈203a。
97.类似地，第二感应线圈203b可以由第二水冷系统水冷，该第二水冷系统在该示例中包括第三和第四元件401b和402b(尽管这仅仅是示例)。第三和第四元件401b、402b可以类似于上述第一和第二元件401a、402a，但是布置成冷却第二感应线圈203b而不是第一感应线圈203a。
98.第一水冷系统401a、402a和第二水冷系统401b、402b可以彼此独立或者链接在一起。在一个示例中，当第一水冷系统401a、402a和第二水冷系统401b、402b独立时，一个水冷系统中使用的水与另一个系统中使用的水是分开的，例如，这些系统并行运行。在另一个例子中，当第一水冷系统401a、402a和第二水冷系统401b、402b连接在一起时，水从一个水冷系统再循环到另一个，例如系统串联运行。
99.第一和第二热区204、205的温度可以分别由第一水冷系统401a、402a和第二水冷系统401b、402b的配置来控制。例如，施加到感应线圈203a、203b的电功率可以基本恒定，这可以导致第一和第二热区204、205的基本相似的感应加热。然而，通过应用第一水冷系统401a、402a和/或第二水冷系统401b、402b的不同配置，对第一和第二热区204、205的不同冷却将会出现。例如，如果对第一热区204施加更大的水冷强度，例如，如果流过第一水冷系统401a、402a的水被配置成以更快的速度流动，从而从第一热区204移除更多的热能，则第一热区204将得到更大的冷却。结果，第一热区204将具有比第二热区205更低的温度。
100.尽管已经结合使用水作为传热介质描述了水冷系统，但是应当注意，也可以使用其他冷却剂。例如，具有高热容量的其他液体可以用于水冷系统中，例如油、去离子水或合适的有机化学品溶液，例如乙二醇、二甘醇或丙二醇。
101.可以安装位于坩埚201下方的腔室410，以便在坩埚201破裂时为感应坩埚设备400提供保护。腔室410可用于收集从坩埚201逸出的材料202，例如，如果坩埚201破裂。收集从坩埚201泄漏的材料202可以防止材料202逃逸到沉积室中和/或污染感应坩埚设备400附近的其他部件。
102.此外，腔室410可以是水冷的，以防止热能传递到感应坩埚设备400的基部201c。可以存在第三水冷系统420a-420d来冷却感应坩埚设备400的基部201c。用于水冷系统420a-420d的水可以在第一元件420a处进入水冷系统，经过第二元件420b，经过第三元件420c，并且可以在第四元件420d处离开水冷系统。如关于第一水冷系统401a、402a和第二水冷系统401b、402b所解释的那样，第一、第二、第三和第四元件420a、420b、420c和420d可以包括允许水或另一种冷却剂流过的连续管、导管或其他这样的中空容器。
103.在一些示例中，感应线圈203a、203b可以被封装在耐火材料430中。例如，耐火材料430可以至少部分地布置在一个或多个感应线圈203a、203b周围。第一水冷系统401a、402b
和第二水冷系统401b、402b也可以容纳在耐火材料430中。耐火材料430例如是能够抑制或限制热能传递的耐热材料。例如，耐火材料430可以抑制热能从坩埚201传递到感应线圈203a、203b。通过将感应线圈203a、203b封装在耐火材料430中，耐火材料430可以保护感应线圈203a、203b免受来自坩埚201的热量的损害。
104.在一些示例中，感应坩埚设备400的尺寸和/或形状可以被配置为匹配基底的尺寸和/或形状。例如，感应坩埚设备400可以被制造或选择为具有特定的尺寸，以匹配基底的尺寸。换句话说，可以为给定的基底选择合适的坩埚。将感应坩埚设备400的尺寸和/或形状与基底的轮廓相匹配可以提供一种有效的方式来优化用于在基底上沉积沉积材料的材料蒸汽的产生。例如，坩埚中的材料202可以以这样的几何形状生产，使得沉积材料沉积在整个基底上，使得没有基底的任何部分不包含沉积材料。
105.在一些示例中，感应坩埚设备400的尺寸和/或形状可以被配置为匹配包含基底的沉积室。例如，感应坩埚设备可以制造或选择特定的尺寸，以匹配沉积室的尺寸。换句话说，可以为给定的沉积室选择合适的坩埚。将感应坩埚设备400的尺寸和/或形状与沉积室匹配也可以提供有效的方式来优化坩埚410中的材料420在沉积室中的基底上的沉积。感应坩埚设备400可以基于与沉积室的形状和/或尺寸相匹配的特定形状和/或尺寸来选择。这种选择可以提供一种有效的方式来增加沉积材料在基底上的沉积尺寸。
106.在一些示例中，感应坩埚设备400安装在沉积室内。由于坩埚201的第一和第二热区提供材料蒸汽，与包括电子枪系统以提供材料蒸汽的等效设备相比，沉积室可以保持在更高的真空压力下(即，更低的真空)。在这种情况下，将沉积室保持在较高的压力下可以减少沉积室中的空气或气体被抽空的时间，从而产生更有效的过程。
107.将沉积室保持在较高的压力下可以提供在沉积过程中进行反应沉积的能力。在反应沉积中，沉积室中可被注入沉积室的气体可包括一种或多种化学元素和/或分子，其可与来自感应坩埚设备400的材料蒸汽发生化学反应。结果，材料蒸汽和元素和/或分子可以发生化学反应，产生一种或多种沉积材料。然后，沉积材料可以用作沉积过程的一部分。例如，沉积材料可以沉积在基底上。
108.在一些示例中，感应坩埚设备400可包括连续进料系统，由此材料被连续进料或比其他方式更频繁地进料到坩埚201中，使得坩埚201中的材料202的量不会减少或保持在某个阈值量以上。在感应坩埚设备400中包括连续进料系统可以避免为了补充坩埚201中的材料202而关闭感应坩埚设备400的需要。这种情况可以减少感应坩埚设备的停机时间，并提供更有效的系统。
109.图5a是基底支架500的示意图。图5a中与图1至图4中相应特征相似的特征用相同的附图标记表示。除非另有说明，否则相应的描述也适用。基底支架500被配置成支撑基底501。基底支架500可以被配置为板、线、固定器、辊对辊、卷对卷或其他类型的固定装置，以在沉积过程中支撑基底501。沉积材料可以沉积在基底501上，以产生沉积材料层502。
110.在一些示例中，沉积的材料可以包括由感应坩埚设备产生的至少部分材料蒸汽，例如参照图2至图4描述的感应坩埚设备200、300、400。在一些示例中，沉积的材料可以包括反应沉积过程的至少一部分结果。例如，由感应坩埚设备产生的材料蒸汽可以与沉积室中的一种或多种气体反应。更具体地，材料蒸汽可以与沉积区中的一种或多种气体反应。可被注入沉积室并进入沉积区的一种或多种气体可包括一种或多种化学元素和/或分子，其可
与来自感应坩埚设备的材料蒸汽发生化学反应以形成沉积材料。沉积材料然后可以沉积到基底上，以产生沉积材料层502。
111.图5b是基底支架550的示意图。图5b中与图1至图4中相应特征相似的特征用相同的附图标记表示。除非另有说明，否则相应的描述也适用。
112.基底支架550可以包括由支撑系统550a、550b支撑的基底501。支撑系统550a、550b可以在一个或多个方向上移动基底501。沉积材料510可以沉积在基底501上，以产生沉积材料层502。沉积材料层502的点划线轮廓如此示出，以示出层502包括与沉积材料510相同的沉积材料。沉积材料510沿方向520沉积到基底501上，以产生沉积材料层502。
113.如图5b所示，基底支架550可以形成辊对辊或卷对卷系统的一部分。基底支架550可以包括一个或多个辊550a、550b，其有助于相对于沉积材料510移动基底501。基底501可以由辊550a、550b支撑。
114.基底501可以是柔性的，允许其缠绕在辊550a、550b周围。例如，基底501可以首先缠绕在第一辊550a周围，逐渐从第一辊550a展开，以便沉积材料510沉积在基底501上，然后基底501可以缠绕在第二辊550b周围。这产生了一卷连续的基底501。然而，在其他示例中，基底501可以是相对刚性的或非柔性的。在这种情况下，基底501可以通过支撑系统550a、550b相对于沉积材料510移动，而不弯曲基底或者不大量弯曲基底。
115.当基底的卷绕在辊550a周围时，基底501的卷在基底501上可以没有一个或多个层502。在所示的例子中，在基底501上有沉积材料层502。随着基底501的卷逐渐从辊550a展开，基底支架相对于沉积材料510移动基底501，沉积材料510在方向520上朝基底501行进。
116.图6是包括等离子体源610的等离子体产生系统600的示意图。图6中与图1至图5中相应特征相似的特征用相同的附图标记表示。除非另有说明，否则相应的描述也适用。
117.等离子体源610被配置成在感应坩埚设备(未示出)和基底支架(未示出)之间产生等离子体620。等离子体源610可以被配置成产生等离子体620，使得等离子体620基本上不存在于感应坩埚设备中，例如等离子体620基本上不存在于坩埚中。当等离子体620远离感应坩埚设备产生时，可以认为等离子体620基本不存在。例如，可以产生等离子体620，使得等离子体620不撞击或物理接触感应坩埚设备。在等离子体620和坩埚之间可以存在空间，使得由等离子体源610产生的等离子体620不会撞击或物理接触坩埚中的材料。
118.如上参考图1至4所述，感应坩埚设备被配置成产生材料蒸汽210。材料蒸汽可能存在的区域可被称为沉积区230。沉积区230包括感应坩埚设备和基底支架之间的区域，材料蒸汽210可以在该区域中行进。沉积区230的边缘用虚线表示。
119.材料蒸汽210可以在远离感应坩埚设备的方向220上朝着等离子体620行进。材料蒸汽210的传输，至少部分通过等离子体620，可以产生用于沉积在基底上的沉积材料510。由于通过等离子体620的传输，沉积材料510可以包括离子、电子和中性原子/分子的高能云。
120.在一些示例中，材料蒸汽210可以与等离子体620相互作用，改变材料蒸汽210的性质以生成沉积材料510。材料蒸汽210的性质可被认为是物理或材料性质(例如材料蒸汽的热能或密度)和/或化学性质(例如化学成分)。在一些示例中，与等离子体620的相互作用可导致与材料蒸汽210相关联的能量被保留或增加，以便产生沉积材料510。这样，沉积材料510可以用足够的能量沉积在基底上，以形成具有高能晶体结构的沉积材料。通过使材料蒸
汽210与等离子体620相互作用以提供更多能量并因此产生高能沉积材料510，可以避免从额外的工艺步骤提供额外能量的要求。例如，可以避免在沉积过程中需要退火步骤，因为等离子体610与材料蒸汽210的相互作用可以提供所需的能量来产生产生晶体结构所需的高能沉积材料510。
121.等离子体源610可以是电感耦合等离子体源，例如被配置成产生电感耦合等离子体620。等离子体源610可以包括一个或多个天线601a、601b，例如，通过该天线，可以由射频电源系统(未示出)驱动适当的射频(rf)功率，以从沉积室中的气体产生电感耦合等离子体620。等离子体源610可以被配置成至少部分地在沉积室的沉积区230中产生等离子体620。例如，等离子体620在沉积室中的位置产生，使得在沉积区230中沿方向220行进的材料蒸汽210能够与等离子体620相互作用。
122.在一些示例中，等离子体620可以通过驱动射频电流通过一个或多个天线601a、601b来产生，例如频率在1mhz和1ghz之间；1mhz和100mhz之间的频率；10mhz和40mhz之间的频率；或者以大约13.56mhz或其倍数的频率工作。rf功率引起沉积室中气体的电离，以产生等离子体620。调谐通过一个或多个天线601a、601b驱动的rf功率可以影响等离子体620的密度。因此，通过控制等离子体源610处的rf功率，可以控制等离子体620的特性。这又可以提高沉积系统100操作的灵活性。
123.天线601a、601b可被配置成在沉积室中基本远离沉积区230产生等离子体620。当等离子体620在沉积室中的沉积区230外部产生时，可以认为等离子体620基本远离。例如，等离子体620可以至少部分地在沉积区230外部产生。换句话说，等离子体620可以远离沉积区230产生。等离子体620然后可以从沉积区230的外部被引导并被限制在沉积区230内。天线601a、601b可以基本上彼此平行地延伸，并且可以彼此横向配置。当天线601a、601b被布置成近似彼此平行时，天线601a、601b可以被认为是基本上彼此平行。例如，天线601a、601b可以在测量容限内彼此平行布置，或者相对于平行方向具有正负1、2或5度的角度偏差。换句话说，天线601a、601b之间的距离沿着天线601a、601b的长度是恒定的。此外，天线601a、601b可以彼此横向配置，使得天线601a、601b被配置在彼此的正上方和正下方。例如，如图6所示，天线601a配置在沉积室中天线601b的正上方。由于天线601a、601b之间的距离沿着天线601a、601b的长度是一致的，因此天线601a、601b的这种配置可以允许在天线601a、601b之间精确地产生等离子体的细长区域620。因此，可以沿着天线601a、601b的长度一致地产生等离子体620，产生等离子体620的细长区域。等离子体620的细长区域的局部性质可以允许将产生的等离子体620精确限制到沉积区230。
124.在一些示例中，天线601a、601b可以被配置成使得等离子体620在具有对应于沉积区230的宽度的长度的区域上产生。这样，该配置可以允许等离子体620在沉积区230的宽度上均匀或一致地可用。这可以允许材料蒸汽210与等离子体620的均匀或一致的相互作用，以便产生用于沉积在基底上的均匀或一致的沉积材料510。
125.附加地或替代地，天线601a、601b的长度可以类似于由基底支架支撑的基底的宽度。天线601a、601b可以被配置成使得等离子体620在具有对应于基底宽度的长度的区域上产生。这样，该配置可以允许等离子体620在基底的宽度上均匀或一致地可用。这可以允许在基底上均匀或一致地产生沉积材料，以便在基底上沉积均匀或一致的沉积材料510。
126.等离子体源610可以包括一个或多个限制元件602a、602b、603a、603a。第一限制元
件602a、602b可以配置在天线601a、601b和沉积区230之间。第一限制元件602a、602b可被布置成将等离子体620从天线601a、601b导向沉积区230，并将等离子体620至少部分地限制在沉积区230内，以允许材料蒸汽210与等离子体620相互作用。
127.至少在沉积区230中，等离子体620可以是高密度等离子体。例如，等离子体620至少在沉积区230中可以具有10
11
cm-3
或更高的密度。沉积区230中的高密度等离子体620可以允许材料蒸汽210和等离子体620之间的有效和/或高速相互作用。
128.第一限制元件602a、602b可以是磁性元件，其被配置为提供第一限制磁场，以将等离子体从天线601a、601b导向沉积区230，并将等离子体至少部分地限制在沉积区230内。第一限制磁场的特征可以在于磁场线被布置成跟随从天线601a、601b朝向沉积区230的路径。等离子体620倾向于跟随磁场线，因此被第一限制元件602a、602b从天线601a、601b限制在沉积区230内。例如，在限制磁场内并具有一定初始速度的等离子体离子将受到洛伦兹力，该力导致离子围绕磁场线进行周期性运动。如果初始运动不严格垂直于磁场，离子会跟随以磁场线为中心的螺旋路径运动。因此，包含这种离子的等离子体倾向于跟随磁力线，并因此在由此限定的路径上被引导。因此，第一限制元件602a、602b可以适当地布置，使得等离子体620将被限制磁场朝向沉积区230引导，并且至少部分地被限制在沉积区230内。
129.在一些示例中，第一限制元件602a、602b可以被布置成提供由磁场线表征的限制磁场，该磁场线至少在沉积区230中跟随基本平行于基底支架和/或坩埚装置的路径。这可以允许等离子体620在沉积区230上更均匀的分布，这进而可以允许材料蒸汽210和等离子体620之间更均匀的相互作用以产生沉积材料510，以及沉积材料510在基底上更均匀的沉积。
130.在一些例子中，如图6所示，等离子体源610可以包括第一限制元件602a、602b和第二限制元件603a、603b。等离子体源610可以被配置成使得沉积区230位于第一限制元件602a、602b和第二限制元件603a、603b之间，从而将等离子体620限制在沉积区230内。例如，第一和第二限制元件602a、602b、603a、603b可以是磁性元件。第一和第二限制元件602a、602b、603a、603b可被布置成一起提供限制磁场，该限制磁场将来自天线601a、601b的等离子体620限制在沉积区230内(即，将等离子体620限制在沉积区230的一侧到另一侧之间)。例如，第一和第二限制元件602a、602b、603a、603b可以布置成使得在第一和第二限制元件602a、602b、603a、603b之间提供相对高磁场强度的区域。相对高磁场强度的区域可以延伸穿过沉积区230。由第一和第二限制元件602a、602b、603a、603b产生的限制磁场可以由磁场线表征，该磁场线至少在沉积区230中跟随基本平行于基底支架和/或坩埚装置的路径。这可以允许等离子体620在沉积区230上更均匀的分布，这进而可以允许材料蒸汽210和等离子体620之间更均匀的相互作用以产生沉积材料510，以及沉积材料510在基底上更均匀的沉积。
131.在一些示例中，第一和第二限制元件602a、602b、603a、603b中的至少一个可以是可控的电磁体，以提供限制磁场。例如，第一和第二限制元件602a、602b、603a、603b中的一个或两个可以是电磁体。等离子体源610可以包括控制器(未示出)，该控制器被布置成控制由一个或多个电磁体提供的磁场强度。这可以允许控制约束磁场，例如控制表征约束磁场的磁场线的布置。这可以允许调节感应坩埚设备和基底支架之间的等离子体密度，从而改善对基底上沉积材料的沉积的控制。这可以提高沉积系统操作的灵活性。
132.在一些示例中，第一和第二限制元件602a、602b、603a、603b中的至少一个可以被布置成使得等离子体620撞击或物理接触坩埚中的材料。例如，等离子体610可以布置成物理接触坩埚中材料的表面或弯月面。
133.在一些示例中，第一和第二限制元件602a、602b、603a、603b中的至少一个可以被布置成使得等离子体620基本上不存在于感应坩埚设备中。这种布置可以被配置成避免等离子体620撞击或物理接触坩埚中的材料。此外，将等离子体620布置成基本远离感应坩埚设备减少了等离子体620对坩埚的损坏。例如，等离子体620可以布置成与感应坩埚设备间隔开1毫米至1米或更大的距离。
134.在一些示例中，第一和第二限制元件602a、602b、603a、603b中的至少一个可以由螺线管提供。每个螺线管可以包括一个或多个线圈，并且可以限定开口，当使用时，等离子体620被限制通过或经由该开口，或者可以以其他方式通过。
135.如图6所示，可以有第一和第二螺线管限制元件602a、602b、603a、603b，沉积区230位于它们之间。等离子体620可从天线601a、601b穿过第一螺线管限制元件602a、602b，进入沉积区230，并朝向和穿过第二螺线管限制元件603a、603b。第一螺线管限制元件602a、602b以截面图示出，示出了第一螺线管限制元件的两个部分(例如602a和602b)。类似地，第二螺线管限制元件603a、603b以截面图示出，示出了第二螺线管限制元件603a、603b的两个部分(例如603a和603b)。第二螺线管限制元件603a、603b可以具有上述第一螺线管限制元件602a、602b的任何特征或其组合。
136.如上所述，材料蒸汽210可以至少部分地传输通过等离子体620。材料蒸汽210通过等离子体620的传输可以产生用于沉积在基底上的沉积材料510。
137.在一些示例中，材料蒸汽210通过等离子体620的传输可以允许材料蒸汽210与等离子体620相互作用。更具体地，材料蒸汽210可以与等离子体620的电离气体相互作用。材料蒸汽210与等离子体620的电离气体的相互作用可以改变或修改材料蒸汽210的性质，从而生成沉积材料510。换句话说，材料蒸汽210与等离子体620相互作用，在该过程中改变材料蒸汽210的性质，以产生所得材料，其可被称为沉积材料510。
138.在一些示例中，材料蒸汽210与等离子体620的电离气体相互作用，使得材料蒸汽210的蒸汽通量被改变。因此，所得沉积材料510可具有经修改的蒸汽通量。例如，由感应坩埚设备产生的材料蒸汽210的蒸汽通量在沉积区230上可能不是基本恒定的，例如可能存在材料蒸汽210的密度更大或更小的区域。通过将材料蒸汽210传输通过等离子体620，并因此使材料蒸汽210与等离子体620中的电离气体相互作用，可以减小材料蒸汽210的蒸汽通量的变化。
139.在一些示例中，材料蒸汽210与等离子体620的电离气体相互作用，使得材料蒸汽210的化学性质被改变。所得沉积材料510因此可具有与材料蒸汽210的化学性质不同的化学性质。
140.例如，材料蒸汽210和气体(例如，等离子体的电离气体和/或沉积室中的另一种气体)之间的一个或多个反应可以产生沉积材料510。这种反应过程可以被称为反应沉积过程。
141.在一些示例中，沉积室中的气体(其可被注入到沉积室中)可包括一种或多种化学元素和/或分子，其可与来自感应坩埚设备的材料蒸汽210发生化学反应。结果，材料蒸汽
210和元素和/或分子可以化学反应，产生一种或多种沉积材料510。沉积材料510然后可以用作反应沉积过程的一部分。例如，沉积材料510可以沉积在基底上。
142.在一些示例中，材料蒸汽210可以是或包括前体材料，使得与等离子体的电离气体和/或沉积室中的另一种气体的反应可以产生沉积材料，例如用于能量存储装置的生产。
143.例如，对于能量存储装置的生产，材料蒸汽210可以是或包括用于能量存储装置的阴极层的前体材料。可与前体材料发生反应，产生适用于阴极层的沉积材料，例如适用于储存锂离子的沉积材料，如锂钴氧化物、锂铁磷酸盐或碱金属多硫化物盐。
144.附加地或替代地，材料蒸汽210可以是或包括用于能量存储装置的阳极层的前体材料。可以发生与前体材料的反应，产生适用于阳极层的沉积材料，例如包括锂金属、石墨、硅或铟锡氧化物的沉积材料。
145.附加地或替代地，材料蒸汽210可以是或包括用于能量存储装置的电解质层的前体材料。可以发生与前体材料的反应，产生适用于电解质层的沉积材料，例如离子导电但也是电绝缘体的材料，例如锂磷氧氮化物(lipon)。例如，材料蒸汽210可以是或包括lipo，作为用于将lipon沉积到基底上的前体材料，例如，通过与等离子体中和/或沉积室中的氮气反应。
146.控制等离子体620的性质可以允许沉积材料510的性质受到控制。例如，控制等离子体620的电离气体的性质可以允许控制材料蒸汽210和等离子体620的电离气体之间的反应。这样，也可以控制所得沉积材料510的性质。
147.例如，控制等离子体和/或沉积区230中的气体浓度可用于控制气体和感应坩埚设备产生的材料蒸汽之间的反应速率和/或沉积在基底上的结晶沉积材料的晶体结构(例如结晶度)。在一个示例中，控制等离子体和/或沉积区230中氮气的浓度可以控制lipo材料蒸汽和氮气之间的反应速率，以产生lipon沉积材料。电解质材料lipon具有形成固体电解质层的晶体结构。晶体结构可以具有原子有序排列的规则结构，其可以排列为二维或三维晶格。通过控制氮气的浓度，可以控制lipon沉积材料的生产率。此外，可以控制lipon沉积材料的晶体结构。在另一个例子中，控制等离子体和/或沉积区230中氧气的浓度可以控制锂和/或钴(前体)材料蒸汽和氧气之间的反应速率，以生成锂钴氧化物(licoo)沉积材料。例如，材料蒸汽可以是或包括用作前体材料的锂和/或钴，使得前体材料参与产生沉积材料的化学反应。通过感应坩埚设备加热前体材料，产生锂和/或钴材料蒸汽。锂和/或钴材料蒸汽与等离子体和/或沉积区中的氧气的相互作用可产生锂钴氧化物(licoo)沉积材料。执行反应沉积过程的能力提供了产生用于沉积在基底上的多种沉积材料的可能性。
148.图7是等离子体产生系统700的示意图。图7中与图1至图6中相应特征相似的特征用相同的附图标记表示。除非另有说明，否则相应的描述也适用。
149.图7的示例中的等离子体生成系统700类似于图6的等离子体生成系统，但是另外包括气体供应系统701a、701b、701c，其被配置为在感应坩埚设备(未示出)和基底支架(未示出)之间提供至少一种气体702a、702b、702c。
150.图7中的气体供应系统701a、701b、701c包括第一气体入口701a，以提供通过等离子体620的第一气体702a。当第一气体入口701a被配置为提供第一气体702a时，等离子体620的电离气体可以包括第一气体702a的电离形式。这样，材料蒸汽210的材料可以与等离子体610的电离的第一气体702a相互作用(并反应)。
151.在一些示例中，第一气体入口701a可以位于沉积系统中，使得提供第一气体702a通过等离子体620，例如第一气体702a被传输到等离子体620中。这样，第一气体702a可以在等离子体620中被电离，产生第一气体702a的电离形式。
152.气体供应系统701a、701b、701c可以进一步包括第二气体入口701b，以在等离子体620和感应坩埚设备之间提供第二气体702b。当第二气体入口701b被配置为提供第二气体702b时，沉积区230中的至少部分气体可以包括第二气体702b。这样，材料蒸汽210的材料可以与第二气体702b相互作用(并反应)。
153.在一些示例中，第二气体入口701b可以位于沉积系统中，使得第二气体702b被提供在感应坩埚设备上方和等离子体620下方。在这种配置中，由感应坩埚设备产生并沿方向220移动的材料蒸汽210将首先传输通过第二气体702b，然后传输通过等离子体620。材料蒸汽210通过第二气体702b的传输可以导致材料蒸汽210与第二气体702b相互作用。此外，材料蒸汽210通过等离子体620的传输可导致材料蒸汽210与等离子体620相互作用。这种相互作用可以至少部分地产生沉积材料520。在一些示例中，并非所有的材料蒸汽210都与第二气体702b和/或等离子体620相互作用。结果，沉积材料520可以至少部分地包括材料蒸汽210。
154.气体供应系统701a、701b、701c可以进一步包括第三气体入口701c，以在等离子体620和基底支架之间提供第三气体702c。当第三气体入口701c被配置为提供第三气体702c时，沉积区230中的至少部分气体可以包括第三气体702b。这样，材料蒸汽210的材料和/或沉积材料510的材料可以与第三气体702c相互作用(和反应)。
155.在一些示例中，第三气体入口701c可以位于沉积系统中，使得第三气体702c被提供在等离子体620上方和基底支架下方。在这种配置中，通过与等离子体620的相互作用产生的沉积材料520传输通过第三气体702c。沉积材料520传输通过第三气体702c可导致沉积材料520与第三气体702c相互作用。在一些示例中，并非所有沉积材料520都与等离子体620和/或第三气体702c相互作用。这样，沉积材料520可以至少部分地包括材料蒸汽210。
156.沉积材料510可包括与气体702a、702b、702c相互作用的材料蒸汽210的材料。类似地，沉积材料510可以包括与等离子体620相互作用的材料蒸汽210的材料。
157.应当理解，图7的气体供应系统701a、701b、701c仅仅是一个例子。其他沉积系统可以包括第一、第二和第三气体入口701a、701b、701c的任意组合。此外，第一、第二和第三气体可以彼此相同或不同。
158.图8是沉积系统800的示意图。图8中与图1至7中相应特征相似的特征用相同的附图标记表示。除非另有说明，否则相应的描述也适用。
159.沉积系统800包括感应坩埚设备200，感应坩埚设备200被配置为产生材料蒸汽210。感应坩埚设备200被配置为感应加热坩埚201，以在坩埚201中产生两个或更多个热区201a、201b。沉积系统800还包括配置成支撑基底501的基底支架500。此外，沉积系统800包括等离子体产生系统700，其被配置为在感应坩埚设备200和基底支架500之间产生等离子体620。材料蒸汽210至少部分传输通过等离子体620产生用于沉积在基底501上的沉积材料510。
160.感应坩埚设备可以提供材料蒸汽的高速产生，但是可能会受到较高或较低密度的材料蒸汽中的局部区域的影响，这可能会在基底上产生沉积材料的不均匀沉积。在常规溅
射沉积工艺中，使用等离子体可以将材料蒸汽分解成均匀的结构，将能量注入材料蒸汽中，并为反应沉积提供气体。然而，溅射沉积工艺可能会受到材料蒸汽生产率低的影响。
161.在这里描述的例子中，感应坩埚设备200和等离子体620的组合可以提供各种改进。通过将感应坩埚设备200与等离子体620相结合，材料蒸汽的高速产生可以与将材料蒸汽210改性为具有均匀或均质密度的能力相结合。结果，可以产生具有均匀密度的高速率的沉积材料510，用于沉积在基底501上。与电子束沉积或坩埚的电阻加热相比，沉积系统800可以使用相对较低的能量来实现材料蒸汽210的高速产生。这样，需要较低的能量来蒸发坩埚201中的材料202以产生材料蒸汽210。此外，与电子束沉积或等离子体气相沉积相比，由于能够控制坩埚201中材料202的蒸发(或汽化)速率以产生材料蒸汽210，感应坩埚设备200的使用可允许高度控制沉积材料510的化学计量。控制材料蒸发速率的能力源于控制施加到感应坩埚设备200的一个或多个感应线圈203的电功率的能力。此外，与溅射沉积相比，通过配置坩埚201的形状，可以提供对材料蒸汽210的尺寸和/或形状的更高程度的控制。此外，材料蒸汽210与等离子体620的相互作用可导致与材料蒸汽210相关联的能量被保留或增加，以便产生沉积材料510。这样，沉积材料510可以用足够的能量沉积在基底上，以形成具有高能晶体结构的沉积材料。通过产生高能沉积材料510，可以避免从额外的工艺步骤提供额外能量的要求。例如，可以避免在沉积过程中需要退火步骤，因为等离子体610与材料蒸汽210的相互作用可以提供所需的能量来产生产生晶体结构所需的高能沉积材料510。
162.感应坩埚设备200可以进一步包括坩埚201和围绕坩埚201布置的一个或多个感应线圈203。当向一个或多个感应线圈203施加电功率时，在坩埚201的至少第一部分中产生第一热区204，并且在坩埚201的至少第二部分中产生第二热区205。第一热区204的第一温度可以不同于第二热区205的第二温度。
163.一个或多个感应线圈203可以包括布置在坩埚第一部分周围的第一感应线圈和布置在坩埚第二部分周围的第二感应线圈。第一电功率可被施加到第一感应线圈，第二电功率可被施加到第二感应线圈。第二电功率可以不同于第一电功率。
164.坩埚的第一部分可以位于坩埚201的基部和坩埚201的第二部分之间。在向一个或多个感应线圈203施加电功率时，第一热区204的第一温度可达到或超过第一温度阈值，以熔化将由感应坩埚设备200加热的材料。附加地或替代地，在向一个或多个感应线圈203施加电功率时，第二热区205的第二温度可以达到或超过第二温度阈值，以蒸发由感应坩埚设备200加热的材料，从而产生材料蒸汽210。
165.等离子体源610可以被配置成在感应坩埚设备200和基底支架500之间产生等离子体620，使得等离子体620基本上不存在于坩埚201中。
166.气体供应系统701a、701b、701c可以被配置为在感应坩埚设备200和基底支架500之间提供至少一种气体702a、702b、702c。
167.气体供应系统701a、701b、701c可以包括第一气体入口701a，以提供第一气体702b通过等离子体620。气体供应系统701a、701b、701c可以进一步包括第二气体入口701b，以在等离子体620和感应坩埚设备200之间提供第二气体702b。气体供应系统701a、701b、701c可以进一步包括第三气体入口701c，以在等离子体620和基底支架500之间提供第三气体702c。
168.气体供应系统701a、701b、701c可以进一步配置成控制在感应坩埚设备200和基底
支架500之间提供至少一种气体702a、702b、702c(统称为附图标记702)的速率。气体可以包括氮气、氩气、氧气、氨气、氮氧化物和/或氦气。
169.可以是第一气体702a、第二气体702b和/或第三气体702c的气体可以由气体供应系统701a、701b、701c以给定的速率提供给沉积室。例如，向沉积室提供气体的速率可以由气体供应系统701a、701b、701c控制。
170.在一些示例中，可以在第一时间以第一速率提供气体，以便生成第一沉积材料510。第一沉积材料510的产生可以通过在第一时间将材料蒸汽210至少部分地传输通过气体702和/或等离子体620来执行。第一沉积材料510可以具有取决于气体702的第一速率的特性。向系统提供气体702的速率(例如，第一速率)可以决定第一沉积材料510的特性。例如，当向系统提供气体702的速率较慢时，沉积室中可能存在低浓度的气体702。结果，材料蒸汽210与气体702相互作用和/或反应的可能性很小。因此，第一沉积材料510的生产率(由材料蒸汽210和气体702a的相互作用产生)可能较低。第一沉积材料510可以沉积在基底501上，以产生第一沉积材料的层502。结果，第一沉积材料的层502将具有取决于气体702提供给系统的速率的特性。
171.在一些示例中，可以在第二时间以第二速率提供气体702，以便生成第二沉积材料510。第二速率可以不同于第一速率，并且第二时间可以不同于第一时间，例如第二时间可以晚于第一时间。第二沉积材料510的产生可以通过在第二时间将材料蒸汽210至少部分地传输通过气体702和/或等离子体620来执行。向系统提供气体702的速率(例如，第二速率)可以决定第二沉积材料510的特性。例如，当向系统提供气体的速率快时(例如，快于第一速率)，沉积室中可能有较高浓度的气体702。结果，材料蒸汽210与气体702相互作用和/或反应的可能性更高。因此，沉积材料510的生产率(由与材料蒸汽210和气体702的相互作用产生)可以更高(例如，高于以第一速率的生产率)。第二沉积材料510可以沉积在基底501上，以产生第二沉积材料的层502。结果，第二沉积材料的层502将具有取决于气体702提供给系统的速率的特性。
172.在其他情况下，沉积材料的特性可取决于沉积区230中例如通过第一、第二和/或第三入口701a、701b、701c提供的至少两种不同气体的相对比例。应当理解，在一些情况下，沉积系统可以具有比图8中更多或更少的气体入口，这仅仅是一个例子。
173.在一些示例中，可分析沉积材料(例如，第一沉积材料和/或第二沉积材料)的层502以确定其特性。例如，沉积材料的层502可以通过光谱技术进行分析，例如但当然不限于x射线衍射、x射线光电子光谱、拉曼光谱、红外光谱和/或核磁共振光谱。对沉积材料的层502进行光谱分析可以提供关于层502的特性的光谱数据，例如层502的厚度或深度、层502的均匀性或同质性、晶体结构、化学组成和/或电特性，例如离子电导率和活化能。光谱数据可以用作反馈回路的一部分，以便自动保持层502的一个或多个特征，而不需要人工干预。
174.例如，在分析第一沉积材料的层502的光谱数据之后，可以修改沉积系统的参数(例如，材料蒸汽的产生速率、施加到一个或多个感应线圈的电功率、等离子体的密度和/或提供给沉积系统的气体的速率)，以便修改第一沉积材料的层502的性质。在修改之后，第二沉积材料沉积在基底上，以产生第二沉积材料的层502。结果，第二沉积材料的层502的性质可以不同于第一沉积材料的层502的性质。例如，可以修改沉积系统的参数，以便在执行沉积过程时保持沉积材料的层502的基本恒定或一致的性质，沉积系统中的材料(例如，坩埚
201中的材料202、沉积室中的气体702等)变化。
175.沉积材料的性质(例如材料性质、电性质和/或化学性质)可以通过控制材料蒸汽的产生速率来控制。例如，当以较高的速率产生材料蒸汽时，沉积在基底上的沉积材料的厚度和/或密度可能较高。在一些示例中，提高感应坩埚中一个或多个热区的温度可以提高材料蒸汽的生产率。
176.在一些示例中，施加到一个或多个感应线圈203的电功率可以由反馈回路控制，该反馈回路至少部分地基于第一和/或第二热区204、205的温度传感器的温度测量。结果，可以自动控制第一和/或第二热区204、205的温度。这样，可以在第二热区205中实现基本恒定的材料蒸汽210，或者具有比现有系统更少的蒸汽通量变化的材料蒸汽210。结果，可以自动控制层502的一个或多个特性(例如，层502的厚度或密度、层502的均匀性或同质性和/或化学成分)。
177.沉积材料的性质(例如，材料性质、电性质和/或化学性质)可以通过控制等离子体的密度来控制。例如，沉积在基底上的沉积材料的均匀性或同质性可以通过增加等离子体的密度来提高。在一些示例中，产生高密度等离子体提供了材料蒸汽与等离子体相互作用和反应的更大可能性，以便产生均匀或均质的沉积材料。
178.在一些示例中，等离子体620的密度(例如，由等离子体源610控制)可以由反馈回路控制，该反馈回路至少部分基于沉积材料的层502的光谱数据。结果，可以自动控制层502的一个或多个特性(例如，层502的厚度或密度和/或层502的均匀性或同质性)。
179.沉积材料的性质(例如，材料性质、电性质和/或化学性质)可以通过控制提供给沉积系统的气体的速率来控制。例如，可以通过提供更高速率的气体来提高沉积材料的生产率，使得材料蒸汽有更大的可能性与沉积系统中的气体相互作用(以产生沉积材料)。
180.在一些示例中，气体702提供给系统的速率(例如，由气体供应系统701a、701b、701c控制)可以由反馈回路控制，该反馈回路至少部分基于沉积材料的层502的光谱数据。结果，层502的一个或多个特性(例如，晶体结构和/或化学成分)可以被自动控制。
181.在基底上沉积沉积材料可以包括在基底上基本均匀地沉积沉积材料。当基底上的沉积近似均匀时，可以认为基底上的材料沉积基本均匀。当基底上沉积材料的厚度或深度在整个基底上近似恒定时，基底上的沉积可被认为是近似均匀的。例如，基底上沉积材料的厚度可以在测量公差内近似恒定，或者在基底上沉积材料厚度的正负1％、5％或10％内变化。
182.此外，在基底上沉积沉积材料可以包括在基底上沉积具有晶体结构的沉积材料。例如，沉积过程可用于在基底上沉积电解质层，例如lipon。在一些示例中，电解质材料lipon可以由lipo材料蒸汽与在等离子体和/或沉积室中的氮气的反应产生。如上所述，控制向沉积室提供氮气的速率可以由气体供应系统701a、701b、701c来控制。结果，lipon沉积材料的晶体结构的特性可以由气体供应系统701a、701b、701c控制，例如lipon沉积材料的生产速率或lipon沉积材料本身的结构。
183.沉积系统800可以被配置为至少部分地通过等离子体620传输材料蒸汽210。此外，沉积系统800可以被配置为将材料蒸汽210至少部分地传输通过气体702，以使材料蒸汽210的材料与至少一种气体702和/或等离子体620相互作用，从而产生沉积材料510。
184.沉积系统800可被布置用于制造能量存储装置。例如，沉积材料510可以包括用于
能量存储装置的电极层或电解质层的材料。
185.图9是说明用于在基底上沉积沉积材料的方法的流程图。该方法可以使用上述系统来实现。
186.在流程图900的方框910中，感应加热感应坩埚设备以产生两个或更多个热区来加热感应坩埚设备中包含的材料以产生材料蒸汽。
187.在流程图900的方框920中，在感应坩埚设备和基底之间产生等离子体。
188.在流程图900的方框930中，将材料蒸汽至少部分地传输通过等离子体，以产生沉积材料。
189.在流程图900的方框940中，将沉积材料沉积在基底上。
190.上述示例应被理解为说明性示例。设想了更多的例子。应当理解，关于任何一个示例描述的任何特征可以单独使用，或者与所描述的其他特征结合使用，并且还可以与任何其他示例的一个或多个特征结合使用，或者与任何其他示例的任何组合结合使用。此外，在不脱离所附权利要求的范围的情况下，也可以采用上面没有描述的等同物和修改。