用于沉积钝化膜的方法及设备以及从而沉积的钝化膜与流程

文档序号:17814353发布日期:2019-06-05 21:26阅读:180来源:国知局
用于沉积钝化膜的方法及设备以及从而沉积的钝化膜与流程

本公开涉及一种用于沉积钝化膜的方法及一种用于沉积钝化膜的设备,且更确切地说,涉及可减小沉积腔室长度的用于沉积钝化膜的方法及用于沉积钝化膜的设备以及从而沉积的钝化膜。



背景技术:

有机电子元件,例如有机发光二极管(organiclightemittingdiode,oled)、有机太阳能电池以及有机薄膜晶体管(有机tft),易受湿气及氧气的损害,且因此,需要钝化膜形成工艺来保护所述元件。近来,为了提高生产力,用于产生显示元件的玻璃衬底逐渐增大,且因此,用于沉积钝化膜的钝化膜沉积装置也处于具有更大大小的趋势中。

通过使用原子层沉积(atomiclayerdeposition,ald)方法获得的钝化膜通过沉积siox、alox等等的薄膜而形成,且在相关技术中,钝化膜由通过线性沉积源使两个组份的材料在空间上分离而形成,所述线性沉积源包含多个线性喷嘴且将材料提供到衬底。

在原子层沉积方法中,由于沉积速度低,所以在线性沉积源中要求多个线性喷嘴以便获得高沉积速度。在使用多个线性喷嘴时,在通过线性沉积源扫描衬底的沉积表面的同时,应使衬底通过整个线性沉积源且执行全扫描以便在衬底上沉积均匀膜。因此,存在沉积腔室的长度增大及设备的占地面积增大的问题。

另外,各种问题根据钝化膜沉积设备的大小的增大发生。也就是说,问题发生不仅是因为用于安装钝化膜沉积设备的空间增大,而且还因为难以维持安装空间的清洁度等且难以执行钝化膜沉积设备的安装、维护等。

[专利文献]

(专利文献1)韩国专利第10-0467535号



技术实现要素:

本公开提供一种用于沉积钝化膜的方法及一种用于沉积钝化膜的设备,其通过调节衬底相对于线性沉积源的扫描路径来防止非晶内含物层在衬底上的特定位置处重复层合,且沉积腔室的长度及设备的占地面积可减小。

根据示例性实施例,一种用于沉积钝化膜的方法包含:将衬底支撑在衬底支撑件上;以及使用包括线性源气体喷嘴及线性反应气体喷嘴的线性沉积源来分别将源气体及反应气体注入到衬底上,所述线性源气体喷嘴及所述线性反应气体喷嘴在与衬底交叉的第一轴线方向并列安置,且同时,在与所述第一轴线方向交叉的第二轴线方向上移动衬底支撑件或线性沉积源,其中在移动衬底支撑件或线性沉积源的步骤中,在第二轴线方向中的一个方向上及另一方向上的移动交替地执行,且一个方向及另一方向上的移动距离不同。

移动衬底支撑件或线性沉积源的步骤可包含:执行第一扫描,其中一个方向上及另一方向上的移动交替地执行,使得相对于线性沉积源,衬底在一个方向上的相对移动长于衬底在另一方向上的相对移动。

第一扫描可执行直到衬底的一个端部与线性沉积源的一个端部对准为止。

移动衬底支撑件或线性沉积源的步骤可还包含;执行第二扫描,其中一个方向上及另一方向上的移动交替地执行,使得衬底在另一方向上的相对移动长于衬底在一个方向上的相对移动。

在一个方向上及另一方向上的移动距离之间的差可为线性源气体喷嘴或线性反应气体喷嘴在第二轴线方向上的宽度的约10%到100%。

源气体可包含硅(si)原子,反应气体可包含氮(n)原子或氧(o)原子中的至少任何一种,且钝化膜可包含具有sinx、siox以及sinxo1-x中的任一组成物的薄膜。

用于沉积钝化膜的方法可还包含在线性源气体喷嘴前方形成等离子体,其中源气体为处于气体状态的气体。

在移动衬底支撑件或线性沉积源的步骤中,衬底支撑件或线性沉积源可移动以使得衬底的整个沉积表面面向线性沉积源。

根据另一示例性实施例,一种用于沉积钝化膜的设备包含:衬底支撑件,衬底支撑于其上;线性沉积源,包含线性源气体喷嘴及线性反应气体喷嘴,所述线性源气体喷嘴及所述线性反应气体喷嘴在与衬底交叉的第一轴线方向上并列安置且配置成分别将源气体及反应气体注入到衬底上;以及驱动部件,连接到衬底支撑件或线性沉积源且配置成在与第一轴线方向交叉的第二方向上移动衬底支撑件或线性沉积源,其中所述驱动部件交替地执行在第二轴线方向中的一个方向上及另一方向上的移动,且移动衬底支撑件或线性沉积源使得在一个方向上及另一方向上的移动的移动距离不同。

线性沉积源的线性源气体喷嘴及线性反应气体喷嘴可在第二轴线方向上交替地安置,且线性反应气体喷嘴可安置在线性沉积源的两端上。

驱动部件可移动衬底支撑件或线性沉积源,使得在一个方向上及另一方向上的移动距离之间的差可为线性源气体喷嘴或线性反应气体喷嘴在第二轴线方向上的宽度的约10%到100%。

线性沉积源在第二轴线方向上的长度可大于衬底在第二轴线方向上的长度。

源气体可包含硅(si)原子,反应气体可包含氮(n)原子或氧(o)原子中的至少任何一种,且钝化膜可包含具有sinx、siox以及sinxo1-x中的任一组成物的薄膜。

用于沉积钝化膜的方法可还包含在线性源气体喷嘴前方形成等离子体,其中源气体为处于气体状态的气体。

根据又一示例性实施例,一种钝化膜包含:无机化合物层,层合在衬底上且持续连接;以及多个非晶内含物,插入于层合无机化合物层之间且彼此间隔开,其中非晶内含物部分地设置于无机化合物层上。

所述多个非晶内含物可由构成无机化合物层的元素中的至少任一种构成。

在多个非晶内含物当中,彼此相邻的无机化合物层上的非晶内含物可以约80%或更小的面积彼此重叠,或可以非晶内含物的水平宽度的约20%或更小水平地彼此间隔开。

附图说明

通过结合附图进行的以下描述可更详细地理解示例性实施例,其中:

图1为示出根据示例性实施例的用于沉积钝化膜的方法的流程图。

图2(a)及图2(b)为用于描述衬底相对于线性沉积源的扫描路径及根据示例性实施例的钝化膜的结构的概念图。

图3为示出根据另一示例性实施例的用于沉积钝化膜的设备的透视图。

图4为示出根据又一示例性实施例的钝化膜的示意性截面图。

附图标号说明

10:衬底;

11:第一轴线方向;

12:第二轴线方向;

12a:一个方向;

12b:另一方向;

20:钝化膜;

21:无机薄膜;

21a:无机化合物层;

22:非晶内含物层;

30:等离子体;

100:设备;

110:衬底支撑件;

120:线性沉积源;

121:线性源气体喷嘴;

122:线性反应气体喷嘴;

130:驱动部件;

131:电源;

132:电力传输部件;

133:连接部件;

s100、s200:步骤。

具体实施方式

下文将参考附图更详细地描述示例性实施例。然而,本发明可以不同的形式来体现,且不应解释为限于本文所陈述的实施例。实际上,提供这些实施例是为了使得本公开将是透彻并且完整的,并且这些实施例将把本发明的范围充分地传达给所属领域的技术人员。在描述中,相同附图标号指代相同配置,为了清晰示出示例性实施例,可部分地放大附图,且在附图中相同附图标号指代相同元件。

图1为示出根据示例性实施例的用于沉积钝化膜的方法的流程图。

参考图1,根据示例性实施例的用于沉积钝化膜的方法可包含:将衬底10支撑在衬底支撑件上(s100);以及在使用包含线性源气体喷嘴121及线性反应气体喷嘴122的线性沉积源分别将源气体及反应气体注入到衬底10上时在与第一方向交叉的第二方向上移动衬底支撑件或线性沉积源,所述线性源气体喷嘴121及所述线性反应气体喷嘴122在与衬底10交叉的第一轴线方向上并列布置(s200)。

首先,将衬底10支撑在衬底支撑件上(s100)。上面待沉积钝化膜的衬底10可支撑在衬底支撑件上。另外,移动衬底支撑件以移动衬底10,且因此,钝化膜可沉积在衬底10的整个区域上。

接着,在使用包含线性源气体喷嘴121及线性反应气体喷嘴122的线性沉积源分别将源气体及反应气体注入到衬底10上时在与第一方向交叉的第二方向上移动衬底支撑件或线性沉积源,所述线性源气体喷嘴121及所述线性反应气体喷嘴122在与衬底10交叉的第一轴线方向上并列布置(s200)。源气体及反应气体可通过使用包含线性源气体喷嘴121及线性反应气体喷嘴122的线性沉积源注入到衬底10上,所述线性源气体喷嘴121及所述线性反应气体喷嘴122在与衬底10交叉的第一轴线方向上并列布置。线性沉积源可包含在与衬底10交叉的第一轴线方向上并列布置的线性源气体喷嘴121及线性反应气体喷嘴122。此处,线性源气体喷嘴121可注入源气体以通过原子层单元将源材料(层)沉积到衬底10上,且线性反应气体喷嘴122可注入反应气体以通过原子层单元将反应材料(层)沉积到衬底10上。此处,源材料(层)及反应材料(层)可彼此反应,且因此,可形成无机化合物层或无机薄膜21,且无机薄膜21可以是具有sinx或siox的组成物的薄膜。

另外,在注入源气体及反应气体的同时,衬底支撑件或线性沉积源可在与第一方向交叉的第二方向上移动。此时,在将源气体及反应气体注入到衬底10上时,可移动衬底支撑件或线性沉积源。移动衬底支撑件或线性沉积源,且相对于线性源气体喷嘴121及线性反应气体喷嘴122扫描衬底10的沉积表面,且因此,钝化膜(或无机薄膜)可沉积在衬底10的整个沉积表面上。

源气体可包含硅(si)原子,反应气体可包含氮(n)原子或氧(o)原子中的至少任何一种,且钝化膜可包含具有sinx、siox以及sinxo1-x当中的任一组成物的薄膜。此处,当将包含氮(n)原子的气体及包含氧(o)原子的气体的气体混合物用作反应气体时,钝化膜可具有sinxo1-x的组成物。

在相关技术中,alox、siox等等的无机薄膜沉积为钝化膜。此处,难以将alox膜应用于大量生产,这是因为许多颗粒在沉积工艺期间产生且原位清洁是不可能的。另外,siox膜的缺点在于因亲水性质所致的防透湿性质劣化。因此,在示例性实施例中,有可能通过使硅(si)原子与氮(n)原子反应而沉积具有sinx的组成物的薄膜(下文中,sinx膜)且沉积包含sinx膜的钝化膜,sinx归因于疏水性具有极佳防透湿性质。另外,有可能通过使硅(si)原子与氧(o)原子反应而沉积具有siox的组成物的薄膜(下文中,siox膜),且有可能进一步改进防透湿性质且通过在多层结构中形成sinx膜及siox膜减轻薄膜内部的应力。此外,有可能通过使硅(si)原子同时与氮(n)原子及氧(o)原子反应而沉积具有sinxo1-x的组成物的薄膜。

根据示例性实施例的用于沉积钝化膜的方法可还包含在线性源气体喷嘴121前方形成等离子体30。

等离子体30可形成于线性源气体喷嘴121前方。另外,有可能在等离子体30形成于线性源气体喷嘴121前方时将源气体及反应气体注入到衬底10上。当使用处于稳定气体状态的源气体时,由于待由原子层单元沉积的源材料使用强结合力与源气体的其它材料结合,源材料应从与其它材料的结合分离以便将源材料沉积到衬底10上。因此,源材料可通过使用等离子体30而从与其它材料的结合分离。

此时,当反应气体也在稳定气体状态下使用时,等离子体30也可形成于线性反应气体喷嘴122前方,且由远端等离子体等激活的气体也可用作反应气体。

源气体可以是处于气体状态的气体,例如,硅烷(sih4)气体。一般来说,当通过原子层沉积(ald)方法沉积siox膜等时,为了通过原子层单元沉积硅(si)层,使用处于液态的有机源(例如,bdeas或depas)。在sinx的情况下,当使用液态有机源时,通过等离子体30分解的氮(n)游离基并不具有足够的能量来使与硅(si)原子结合的其它原子分离,且因此并不沉积为sinx型薄膜。尽管专用于sinx的原子层沉积源近来已商品化,但这还不足以获得足够的沉积速度且因此并未实际上用于工业领域。另外,在液态有机源的情况下,许多问题在汽化及液体转移中出现,且因此,稳定工艺不容易实现。

然而,在示例性实施例中,将例如硅烷(sih4)气体的气体状态气体用作源气体,且因此,可改进sinx膜的沉积速度,且可增大沉积比率。此时,为了使硅烷(sih4)气体中的硅(si)原子与氢(h)原子分离,等离子体30可形成于线性源气体喷嘴121前方。包含硅(si)原子且用于线性源气体喷嘴121的气体不限于硅烷(sih4),而是还可使用具有除硅烷(sih4)以外的其它分子结构的任何气体。

在移动衬底支撑件或线性沉积源(s200)的步骤中,在第二轴线方向的一个方向上的移动及在另一方向上的移动可交替地执行,且一个方向上的移动距离与另一方向上的移动距离可能不同。

通过交替地执行一个方向上及另一方向上的移动,可沉积具有所要厚度的钝化膜(例如无机薄膜)。此处,从线性沉积源的一个端部到另一端部的方向可以是所述一个方向,且从线性沉积源的另一端部到一个端部的方向可以是所述另一方向。

此时,一个方向上的移动距离与另一方向上的移动距离可能不同。当一个方向上的移动完成时,或当另一方向上的移动完成时,在衬底支撑件或线性沉积源的瞬时停止状态中,源材料(例如硅)以相比于在衬底的沉积表面上的其它位置处更大的量提供于面向(或对应)线性源气体喷嘴121的位置处,且因此,额外非晶内含物层(例如非晶硅膜)得以形成。举例来说,当在源气体处使用例如硅烷(sih4)气体的气体状态硅气体(或含硅气体)时,在面向线性源气体喷嘴121的位置处形成非晶硅(α-si)膜。当使衬底支撑件或线性沉积源往复以使得一个方向上的移动距离与另一方向上的移动距离相同时,非晶内含物层22在相同位置(或特定位置)处重复(或持续)层合(或重叠),且因此,归因于例如非晶硅(α-si)膜的非晶内含物层22以厚带形状层合在特定位置处,防透湿性质的缺陷及透光率偏差在钝化膜中出现。

然而,在示例性实施例中,使一个方向上的移动距离与另一方向上的移动距离不同,且因此,当一个方向上的移动完成时,或当另一方向上的移动完成时,衬底10的沉积表面上的面向线性源气体喷嘴121的位置可能改变。因此,可以预防例如非晶硅(α-si)膜的非晶内含物层22在同一位置处重复层合的现象,且可以预防防透湿性质的缺陷及透光率偏差的出现。

同时,在移动衬底支撑件或线性沉积源的步骤(s200)中,当最初移动时,衬底支撑件或线性沉积源可以移动一定移动距离,所述移动距离不小于衬底支撑件及线性沉积源在第二轴线方向上的宽度的总和的长度。在这种情况下,衬底10的预定区(例如,衬底支撑件或线性沉积源在第二轴线方向上的宽度的区)通过至少一个线性源气体喷嘴121及线性反应气体喷嘴122,且因此,即使在衬底10并不在线性沉积源内(或线性沉积源在第二轴线方向上的长度内)时,例如sinx膜的无机薄膜21或钝化膜也可以沉积在衬底10的整个沉积表面上。

图2(a)及图2(b)为用于描述衬底相对于线性沉积源的扫描路径及根据示例性实施例的钝化膜的结构的概念图,图2(a)示出衬底相对于线性沉积源的扫描路径,且图2(b)示出钝化膜的伪多层结构。

参考图2(a)及图2(b),移动衬底支撑件或线性沉积源的步骤(s200)可包含执行第一扫描,其中一个方向上的相对移动及另一方向上的相对移动交替地执行,使得衬底10相对于线性沉积源在一个方向上的相对移动长于衬底10相对于线性沉积源在另一方向上的相对移动。

第一扫描可通过交替地执行一个方向上的相对移动及另一方向上的相对移动以使得衬底10相对于线性沉积源在一个方向上的相对移动长于衬底10相对于线性沉积源在另一方向上的相对移动来执行。具有所要厚度的钝化膜可通过交替地执行一个方向上的移动及另一方向上的移动而沉积。此时,当完成一个方向上的移动及另一方向上的移动时,为了改变衬底10的沉积表面上的面向线性源气体喷嘴121位置,衬底10相对于线性沉积源在一个方向上的相对移动可长于衬底10相对于线性沉积源在另一方向上的移动。在此情况下,衬底10的总体移动相对于线性沉积源在一个方向上移动,且衬底10的一个端部可接近于线性沉积源的一个端部。

相应地,例如非晶硅(α-si)膜的非晶内含物层22可均匀地形成于衬底10的整个沉积表面上,且因此,例如非晶硅(α-si)膜的非晶内含物层22可类似于单层形成于例如sinx膜的无机化合物层21a上。因此,可以形成例如sinx膜的无机薄膜21及例如非晶硅(α-si)膜的非晶内含物层22的伪多层结构,且与单层的无机薄膜相比,防透湿性质可得以改进。

也就是说,当钝化膜以单层的无机薄膜形成时,在无机薄膜中引起晶粒生长(或小孔生长),且于钝化膜的晶粒之间产生粒边界,且因此,湿气渗透在粒边界之间且钝化膜的防透湿性可能劣化。然而,如在本发明的示例性实施例中,在无机薄膜21及非晶内含物层22的伪多层结构中,非晶内含物层22可阻挡无机薄膜21的晶粒之间的粒边界且防止湿气通过晶粒之间的粒边界渗透,且因此,与单层的无机薄膜相比,防透湿性质可得以改进。

可执行第一扫描直到衬底10的一个端部与线性沉积源的一个端部对准为止,且其可能在衬底10的另一端部与线性沉积源的另一端部对准时需要执行。在此情况下,例如非晶硅(α-si)膜的非晶内含物层22可最大限度地均匀地分布在衬底10的整个沉积表面上。

移动衬底支撑件或线性沉积源的步骤(s200)可还包含:执行第二扫描,其中一个方向上的相对移动及另一方向上的相对移动交替地执行,使得衬底10在另一方向上的相对移动长于衬底10在一个方向上的相对移动。

第二扫描可通过交替地执行一个方向上及另一方向上的移动以使得衬底10在另一方向上的相对移动长于衬底10在一个方向上的相对移动来执行。为了沉积具有较大厚度的钝化膜,可在第一扫描之后执行第二扫描。此时,当完成一个方向上的移动及另一方向上的移动时,为了改变衬底10的沉积表面上的面向线性源气体喷嘴121的位置,衬底10在另一方向上的相对移动可能长于衬底10在一个方向上的移动。在此情况下,衬底10的总体移动相对于线性沉积源在另一方向上移动,且衬底10的一个端部可能远离线性沉积源的一个端部,且衬底10的另一端部可能接近线性沉积源的另一端部。

此处,可执行第二扫描直到衬底10的另一端部与线性沉积源的另一端部对准为止,且当衬底10的一个端部与线性沉积源的一个端部对准时,可有利地执行第二扫描。

第二扫描,类似于第一扫描,可使得例如非晶硅(α-si)膜的非晶内含物层22在衬底10的整个沉积表面上为均匀的。因此,例如非晶硅(α-si)膜的非晶内含物层22可类似于单层形成于例如sinx膜的无机化合物层21a上。因此,可形成无机薄膜21及非晶内含物层22的伪多层结构,且与单层的无机薄膜相比,防透湿性质可得以改进。

通过重复第一扫描及第二扫描以使例如非晶硅(α-si)膜的非晶内含物层22在衬底10的整个沉积表面上为均匀的,具有所要(或较大)厚度的钝化膜可在不在同一位置处重复层合例如非晶硅(α-si)膜的非晶内含物层22的情况下沉积。另外,可减小钝化膜中的表面台阶差,且因此,可最小化钝化膜的污点。

一个方向上及另一方向上的移动距离之间的差可为线性源气体喷嘴121在第二轴线方向上的宽度的约10%到100%。有利地,一个方向上及另一方向上的移动距离之间的差可大于线性源气体喷嘴121在第二轴线方向上的宽度的约10%且小于线性源气体喷嘴121在第二轴线方向上的宽度。

当一个方向上及另一方向上的移动距离之间的差等于或小于线性源气体喷嘴121在第二轴线方向上的宽度的约10%时,例如非晶硅(α-si)膜的非晶内含物层22的重叠面积增大,且因此,防透湿性质的缺陷及透光率偏差可能归因于例如非晶硅(α-si)膜的非晶内含物层22而出现。

相反地,当一个方向上及另一方向上的移动距离之间的差大于(或至少为)线性源气体喷嘴121在第二轴线方向上的宽度时,彼此相邻的非晶内含物层22水平地间隔开且重叠区消失。因此,例如非晶硅(α-si)膜的非晶内含物层22不能类似于单层形成,且无机薄膜21及非晶内含物层22的伪多层结构不能形成。

因此,一个方向上及另一方向上的移动距离之间的差可为线性源气体喷嘴121在第二轴线方向上的宽度的约10%到100%。因此,例如非晶硅(α-si)膜的非晶内含物层22可类似于单层形成于例如sinx膜的无机化合物层21a上,且因此,形成无机薄膜21及非晶内含物层22的伪多层结构,且与单层的无机薄膜相比,防透湿性质可得以改进。

同时,例如非晶硅(α-si)膜的非晶内含物层22在第二轴线方向上的宽度可小于线性源气体喷嘴121在第二轴线方向上的宽度。非晶内含物层22在衬底支撑件或线性沉积源的瞬时停止状态中瞬时沉积。因此,面向注入孔洞的中心部分具有最大厚度,源气体从所述注入孔洞注入,且非晶内含物层以不均匀厚度形成以使得越接近边缘,厚度越小。此处,非晶内含物层22在第二轴线方向上的宽度可为一区的宽度,排除厚度小于中心部分的最大厚度的约10%的外围部分,所述区的厚度为中心部分的最大厚度的至少约10%。

此处,非晶内含物层22在第二轴线方向上的约0%到70%的宽度(或长度)可能重叠于相邻非晶内含物层22之间。有利地,非晶内含物层22在第二轴线方向上的约10%到50%的宽度可能重叠,且更有利地,非晶内含物层22在第二轴线方向上的宽度的约20%到40%的宽度可能重叠。也就是说,有利地,一个方向上及另一方向上的移动距离之间的差可为非晶内含物层22在第二轴线方向上的宽度的约0%到70%。更有利地,差可为非晶内含物层22在第二轴线方向上的宽度的约10%到50%,且更有利地,差可为非晶内含物层22在第二轴线方向上的宽度的约20%到40%。

在移动衬底支撑件或线性沉积源的步骤(s200)中,可移动衬底支撑件或线性沉积源以使得衬底10的整个沉积表面面向线性沉积源。也就是说,在移动衬底支撑件或线性沉积源的步骤(s200)中,衬底10的整个沉积表面可始终面对线性沉积源。此时,线性沉积源在第二轴线方向上的长度可大于衬底10在第二轴线方向上的长度,且可大至少三个线性喷嘴(例如,线性反应气体喷嘴、线性源气体喷嘴以及线性反应气体喷嘴)在第二轴线方向上的长度。也就是说,衬底10可在线性沉积源在第二轴线方向上的长度内相对移动,且线性沉积源可能需要三个或多于三个线性喷嘴121或线性喷嘴122,以便超过衬底10在第二轴线方向上的长度,且更有利地,可提供四个线性喷嘴121或线性喷嘴122。

在此情况下,由于衬底10在线性沉积源在第二轴线方向上的长度内移动,在相关技术中提供以使得衬底10可完全地通过线性沉积源以供均匀沉积钝化膜的低效空间可省略,且沉积腔室的长度可减小。另外,由于沉积腔室的长度减小,沉积设备的占地面积可减小,且因此,设备制造成本可降低,且易于确保洁净室空间。

另外,线性沉积源的线性源气体喷嘴121及线性反应气体喷嘴122可在第二轴线方向上交替地安置,且还可有规律地交替安置以便具有恒定比率。此时,可提供至少一个线性源气体喷嘴121且可提供多个线性反应气体喷嘴。在此情况下,允许衬底10的预定区通过至少一个线性源气体喷嘴121及线性反应气体喷嘴122,使得例如sinx膜的无机薄膜21或钝化膜可沉积在衬底10的整个沉积表面上。因此,衬底10的移动距离可减小,且沉积腔室的长度可减小。另外,由于沉积腔室的长度减小,沉积设备的占地面积可减小,且因此,设备制造成本可降低,且易于确保洁净室空间。

另外,线性沉积源可还包含安置在线性源气体喷嘴121与线性反应气体喷嘴122之间的泵送喷嘴。泵送喷嘴可安置在线性源气体喷嘴121与线性反应气体喷嘴122之间,且可排出过量气体材料及沉积副产物,所述过量气体材料并不有助于原子层单元中的源材料(层)及反应材料(层)的沉积(即薄膜沉积)。举例来说,泵送喷嘴可连接到泵送管线,且沉积腔室内部的未反应其余气体可由提供到所述泵送管线的泵泵送且通过泵送管线排出。

另外,线性反应气体喷嘴122可安置在线性沉积源的两端上。当线性源气体喷嘴121定位于线性沉积源的两端(即最外部边缘)上时,注入衬底10或线性沉积源的外部外围部分上的源气体中的源材料(例如,硅)的一部分不能参与薄膜的沉积反应,而是经散射而造成污染沉积腔室的问题。然而,在本发明的示例性实施例中,线性反应气体喷嘴122定位于线性沉积源的两端上,且反应气体(即反应材料)从源气体(即源材料)的两侧供应,且因此,源材料及反应材料可顺利地反应且稳定地沉积薄膜。

另外,源气体喷嘴121并不位于线性沉积源的最外部边缘处,使得还可预防源材料的一部分不能参与薄膜沉积而是经散射的现象。因此,可解决不能参与薄膜沉积而是经散射的源材料的一部分污染沉积腔室的问题。此时,反应气体仅包含气体状态材料(例如,氮、氧以及氢),使得即使当反应气体喷嘴位于最外部边缘处时,颗粒等也不会粘附到沉积腔室的内壁且可通过由泵送喷嘴泵送而容易地排出。

同时,钝化膜还可通过使用蔽荫掩模沉积于上面沉积有钝化膜的区中的开口中,所述钝化膜仅沉积在整个衬底10中应形成钝化膜的一部分上。此处,蔽荫掩模(未示出)可能设置(或安置)在衬底10与线性沉积源120之间且可邻接于衬底10并与衬底10接触。

图3为示出根据另一示例性实施例的用于沉积钝化膜的设备的透视图。

参考图3,将详细地描述根据另一示例性实施例的用于沉积钝化膜的设备,并且将省略与上文关于根据示例性实施例的用于沉积钝化膜的方法所描述的部分重叠的事项。

根据另一示例性实施例的用于沉积钝化膜的设备100可包含:衬底支撑件110,衬底10支撑于其上;线性沉积源120,包含线性源气体喷嘴121及线性反应气体喷嘴122,所述线性源气体喷嘴121及所述线性反应气体喷嘴122在与衬底10交叉的第一轴线方向11并列安置且配置成分别将源气体及反应气体注入衬底10上;以及驱动部件130,连接到衬底支撑件110或线性沉积源120且配置成在与第一轴线方向11交叉的第二轴线方向12上驱动衬底支撑件110或线性沉积源120。

衬底支撑件110可支撑衬底10,且通过驱动部件130驱动进而移动,且允许源气体及反应气体注入衬底10的整个区。

线性沉积源120可包含在与衬底10交叉的第一轴线方向11上并列布置的线性源气体喷嘴121及线性反应气体喷嘴122。此处,线性源气体喷嘴121及线性反应气体喷嘴122可分别将源气体及反应气体注入到衬底10上,且对应于衬底10的沉积表面定位。此时,线性沉积源120位于衬底10上方且可向下注入源气体及反应气体,且线性沉积源120翻转在衬底下且还可向上注入源气体及反应气体。

线性源气体喷嘴121可在第一轴线方向11上与线性反应气体喷嘴122并列安置,且注入源气体以通过原子层单元在衬底10上沉积源材料(层)。另外,线性反应气体喷嘴122可在第一轴线方向11上与线性源气体喷嘴121并列安置,且注入反应气体以通过原子层单元在衬底10上沉积反应材料(层)。

源气体可包含硅(si)原子,反应气体可包含氮(n)原子或氧(o)原子中的至少任何一种,且钝化膜可包含具有sinx、siox以及sinxo1-x中的任一组成物的薄膜。此处,当将包含氮(n)原子的气体及包含氧(o)原子的气体的气体混合物用作反应气体时,钝化膜可具有sinxo1-x的组成物。

在相关技术中,例如alox或siox的无机薄膜沉积为钝化膜。此处,难以将alox膜应用于大量生产,这是因为大量颗粒在沉积工艺期间产生且原位清洁是不可能的。另外,siox膜的缺点在于因亲水性质所致的防透湿性质劣化。因此,在示例性实施例中,有可能通过使硅(si)原子与氮(n)原子反应而沉积具有sinx的组成物的薄膜(下文中,sinx膜)且沉积包含sinx膜的钝化膜,sinx归因于疏水性具有极佳防透湿性质。另外,有可能通过使硅(si)原子与氧(o)原子反应而沉积具有siox的组成物的薄膜(下文中,siox膜),且有可能进一步改进防透湿性质且通过在多层结构中形成sinx膜及siox膜减轻薄膜内部的应力。此外,有可能通过使硅(si)原子同时与氮(n)原子及氧(o)原子反应而沉积具有sinxo1-x的组成物的薄膜。

根据示例性实施例的用于沉积钝化膜的设备100可还包含等离子体形成部件(未示出),所述等离子体形成部件在线性源气体喷嘴121前方形成等离子体。

等离子体形成部件(未示出)可在线性源气体喷嘴121前方形成等离子体。当使用处于稳定气体状态的源气体时,由于待由原子层单元沉积的源材料使用强结合力与源气体的其它材料结合,源材料应从与其它材料的结合分离以用于将源材料沉积到衬底10上。因此,源材料可通过使用等离子体从与其它材料的结合分离。

此时,当使用也处于稳定气体状态的反应气体时,等离子体形成部件(未示出)可同时在线性源气体喷嘴121及线性反应气体喷嘴122前方形成等离子体。

源气体可以是处于气体状态的气体,例如,可以是硅烷(sih4)气体。一般来说,当通过原子层沉积(ald)方法沉积siox膜等时,为了通过原子层单元沉积硅(si)层,使用处于液态的有机源(例如,bdeas或depas)。在sinx的情况下,当使用液态有机源时,通过等离子体分解的氮(n)游离基并不具有足够的能量来使与硅(si)原子结合的其它原子分离,且因此并不沉积为sinx型薄膜。尽管专用于sinx的原子层沉积源近来已商品化,但这还不足以获得足够的沉积速度且因此并未实际上用于工业领域。另外,在液态有机源的情况下,许多问题在汽化及液体转移中出现,且因此,稳定工艺不容易实现。

然而,在示例性实施例中,将例如硅烷(sih4)气体的气体状态气体用作源气体,且因此,可改进sinx膜的沉积速度,且可增大沉积速率。此时,为了使硅烷(sih4)气体中的硅(si)原子与氢(h)原子分离,等离子体可通过等离子体形成部件(未示出)形成于线性源气体喷嘴121前方。包含硅(si)原子且用于线性源气体喷嘴121的气体不限于硅烷(sih4),而是还可使用具有除硅烷(sih4)以外的分子结构的任何气体。

驱动部件130可连接到衬底支撑件110或线性沉积源120,且在与第一轴线方向11交叉的第二轴线方向12上移动衬底支撑件110或线性沉积源120。驱动部件130可在第二轴线方向12上移动衬底支撑件110或线性沉积源120,且可通过利用原子层单元在衬底10的整个区上交替地层合源材料(层)及反应材料(层)来形成钝化膜。驱动部件130可包含:电源131,其供应电力;电力传输部件132,其传输从电源131供应的电力;以及连接部件133,其连接到衬底支撑件110或线性沉积源120且配置成连接电力传输部件132。驱动部件130的配置不限于此,且只要所述配置可在第二轴线方向12的两个方向上移动衬底支撑件110或线性沉积源120就足够了。

另外,驱动部件130可交替地执行在第二轴线方向12的一个方向12a上及另一方向12b上的移动,且可移动衬底支撑件110或线性沉积源120以使得一个方向12a上的移动距离与另一方向12b上的移动距离不同。也就是说,当完成第二轴线方向12的一个方向12a上的移动时及当完成另一方向12b上的移动时,驱动部件130可从先前移动完成时的位置改变衬底10的沉积表面中的面向线性源气体喷嘴121的位置。此时,可使一个方向12a上的移动距离及另一方向12b上的移动距离与先前移动的距离不同。

当一个方向12a上的移动完成时,或当另一方向12b上的移动完成时,在衬底支撑件110或线性沉积源120的瞬时停止状态中,源材料(例如硅)以相比于在衬底10的沉积表面上的其它位置处更大的量提供于面向线性源气体喷嘴121的位置处,且因此,额外非晶内含物层(例如非晶硅膜)得以形成。当使衬底支撑件110或线性沉积源120往复以使得一个方向12a上的移动距离与另一方向12b上的移动距离相同时,非晶内含物层在相同位置处重复(或持续)层合(或重叠),且防透湿性质的缺陷及透光率偏差可能归因于以极大厚度层合的例如非晶硅(α-si)膜的非晶内含物层而出现。

然而,在本发明中,当衬底支撑件110或线性沉积源120在一个方向12a上及另一方向12b上的移动完成以使得一个方向12a上的移动距离与另一方向12b上的移动距离不同时,衬底10的沉积表面上的面向线性源气体喷嘴121的位置可能改变。因此,可以预防例如非晶硅(α-si)膜的非晶内含物层22在同一位置处重复层合的现象,且可以预防由以极大厚度层合的例如非晶硅(α-si)膜的非晶内含物层导致的防透湿性质的缺陷及透光率偏差的出现。

另外,线性源气体喷嘴121及线性反应气体喷嘴122可作为线性沉积源在第二轴线方向上交替地安置,且还可有规律地交替安置以便具有恒定比率。此时,可提供至少一个线性源气体喷嘴121,且可提供多个线性反应气体喷嘴。在此情况下,使衬底10的预定区(例如,如线性源气体喷嘴或线性反应气体喷嘴在第二轴线方向上的宽度一般多的区)通过至少一个线性源气体喷嘴121及线性反应气体喷嘴122,且因此,例如sinx膜的无机薄膜(或钝化膜)可沉积在衬底10的整个沉积表面上。因此,衬底10的移动距离可减小,且沉积腔室的长度可减小。另外,由于沉积腔室的长度减小,沉积设备的占地面积可减小,且因此,设备制造成本可降低,且易于确保洁净室空间。

另外,线性沉积源可还包含安置在线性源气体喷嘴121与线性反应气体喷嘴122之间的泵送喷嘴。泵送喷嘴(未示出)可安置在线性源气体喷嘴121与线性反应气体喷嘴122之间,且可排出过量气体材料及沉积副产物,所述过量气体材料并不有助于原子层单元的源材料(层)及反应材料(层)的沉积(即薄膜沉积)。举例来说,泵送喷嘴(未示出)可连接到泵送管线(未示出),且沉积腔室(未示出)内部的未反应其余气体可由提供到所述泵送管线(未示出)的泵(未示出)泵送且通过泵送管线(未示出)排出。

另外,线性反应气体喷嘴122可安置在线性沉积源120的两端上。当线性源气体喷嘴121定位于线性沉积源120的两端(即最外部边缘)上时,注入衬底10或线性沉积源120的外部外围部分上的源气体中的源材料(例如,硅)的一部分不能参与薄膜的沉积反应,而是经散射而造成污染沉积腔室(未示出)的问题。然而,在本发明的示例性实施例中,线性反应气体喷嘴122定位于线性沉积源120的两端上,且反应气体(即反应材料)从源气体(即源材料)的两侧供应,且因此,源材料及反应材料可顺利地反应且稳定地沉积薄膜。

另外,源气体喷嘴121并不位于线性沉积源120的最外部边缘处,使得还可预防源材料的一部分不能参与薄膜沉积而是经散射的现象。因此,可解决不能参与薄膜沉积而是经散射的源材料的一部分污染沉积腔室的问题。此时,反应气体仅包含气体状态材料(例如,氮、氧以及氢)。使得即使当反应气体喷嘴122位于最外部边缘处时,颗粒等也不会粘附到沉积腔室(未示出)的内壁且可通过由泵送喷嘴(未示出)泵送而容易地排出。

另外,驱动部件130可移动衬底支撑件110或线性沉积源120,使得一个方向12a上的移动距离与另一方向12b上的移动距离之间的差为线性源气体喷嘴121在第二方向12上的宽度的约10%到100%。也就是说,衬底支撑件110或线性沉积源120可在一个方向12a上或另一方向12b上移动,使得当前移动距离与先前移动的移动距离之间的差为线性源气体喷嘴121的宽度的约10%到100%。有利地,移动距离的差可大于线性源气体喷嘴121在第二轴线方向上的宽度的约10%,且可小于线性源气体喷嘴121在第二轴线方向上的宽度。

也就是说,当移动距离之间的差为至少(或低于)线性源气体喷嘴121在第二轴线方向上的宽度的约10%时,例如非晶硅(α-si)膜的非晶内含物层22的重叠面积增大,且因此,防透湿性质的缺陷及透光率偏差可能归因于例如非晶硅(α-si)膜的非晶内含物层22而出现。

相反地,当移动距离的差大于(或至少为)线性源气体喷嘴121在第二轴线方向上的宽度时,非晶内含物层沿水平方向间隔开,且重叠区可能消失。因此,例如非晶硅(α-si)膜的非晶内含物层22不能类似于单层形成,且无机薄膜及非晶内含物层的伪多层结构不能形成。

因此,移动距离的差可为线性源气体喷嘴121在第二轴线方向上的宽度的约10%到100%。因此,例如非晶硅(α-si)膜的非晶内含物层可类似于单层形成于例如sinx膜的无机化合物层上,且因此,形成无机薄膜及非晶内含物层的伪多层结构,且与单层的无机薄膜相比,防透湿性质可得以改进。

线性沉积源120在第二轴线方向12上的长度可大于衬底10在第二轴线方向12上的长度。举例来说,长度可等于或大于三个线性喷嘴(例如,线性反应气体喷嘴、线性源气体喷嘴以及线性反应气体喷嘴)在第二方向12上的长度。此时,作为线性沉积源120,可能需要超过衬底10在第二轴线方向12上的长度的三个或多于三个线性喷嘴121或线性喷嘴122,且更有利地,可提供四个线性喷嘴121或线性喷嘴122。在此情况下,衬底10可在线性沉积源120在第二轴线方向12上的长度内相对移动。此处,驱动部件130可移动衬底支撑件或线性沉积源,使得衬底10的整个沉积表面面向线性沉积源120。

当线性沉积源120在第二轴线方向12上的长度大于衬底10在第二轴线方向12上的长度时,衬底10可在线性沉积源在第二轴线方向12上的长度内移动。因此,为了实现均匀沉积,在相关技术中提供以使得衬底完全地通过线性沉积源的有效空间可省略,且沉积腔室的长度可减小。另外,由于沉积腔室的长度减小,沉积设备的占地面积可减小,且因此,设备制造成本可降低,且易于确保洁净室空间。

同时,用于沉积示例性实施例的钝化膜的设备100可还包含设置于衬底10与线性沉积源120之间的蔽荫掩模(未示出)。蔽荫掩模(未示出)可能设置(或安置)在衬底10与线性沉积源120之间且可邻接于衬底10并与衬底10接触。另外,蔽荫掩模(未示出)可具有在上面待沉积钝化膜的区中的开口,且通过蔽荫掩模(未示出)的开口,钝化膜可仅沉积在整个衬底10中待沉积钝化膜的部分上。举例来说,钝化膜可仅沉积在整个衬底10中形成有机电子元件等的区上。

图4为示出根据又一示例性实施例的钝化膜的示意性截面图。

参考图4,将详细地描述根据又一示例性实施例的钝化膜,并且将省略与上文关于根据示例性实施例的用于沉积钝化膜的方法所描述的事项重叠的事项及关于根据另一示例性实施例的用于沉积钝化膜的设备的事项。

根据又一示例性实施例的钝化膜20可包含:无机化合物层21a,层合在衬底10上且持续连接;以及多个非晶内含物22,插入于层合无机化合物层之间且彼此间隔开,且非晶内含物22部分地设置于无机化合物层21a上。

无机化合物层21a可层合于衬底10上,且多个层可连接且继续。此处,无机化合物层21a可以使得线性沉积源包含线性源气体喷嘴及线性反应气体喷嘴的方式沉积且无机化合物层21a可具有sinx的组成物,所述线性源气体喷嘴及所述线性反应气体喷嘴在与衬底10交叉的第一轴线方向上并列安置。

所述多个非晶内含物22可插入于层合无机化合物层21a之间且可彼此间隔开。此处,在衬底支撑件或线性沉积源的瞬时停止状态中,相比于在其它位置处,较多源材料(例如,硅)可供应且形成于衬底10的沉积表面中的面向线性源气体喷嘴的位置处。

另外,非晶内含物22可由构成无机化合物层21a的元素中的至少任何一种构成。此处,非晶内含物22可由构成无机化合物层21a的元素的一部分(或任何一种)构成,且可以是由单一元素构成的材料(层)。举例来说,当无机化合物层21a具有sinx的组成物时,非晶内含物22可由硅(si)构成,且非晶内含物22可以是非晶硅(α-si)膜。

另外,非晶内含物22可部分地设置于无机化合物层21a上。此时,在衬底支撑件或线性沉积源的瞬时停止状态中,非晶内含物22可仅在衬底10的沉积表面中的面向线性源气体喷嘴的位置处以在第一轴线方向上延伸的带形状设置(或形成)。

多个沉积内含物22当中的在彼此相邻的无机化合物层21a上的非晶内含物22可具有最多约80%的重叠面积,且可以非晶内含物22的水平宽度的最多约20%水平地彼此间隔开。

当彼此相邻(或具有彼此邻接的高度)的无机化合物层21a上的非晶内含物22的重叠面积超过约80%时,非晶内含物22的重叠面积变得过大。另外,其中钝化膜20中的非晶内含物22的区(无机化合物层21a完全地层合于其上)的总厚度最厚的区与其中非晶内含物22的区的总厚度最薄的区之间的厚度偏差变得过大,且因此,防透湿性质的缺陷及透光率偏差可能出现。

相反地,当彼此邻接的无机化合物层21a上的非晶内含物22以大于非晶内含物22的水平宽度的约20%彼此间隔开时,非晶内含物22不能类似于单层形成,且无机化合物层21a及非晶内含物22的伪多层结构不能形成。另外,在存在于间隙中的区中,产生其中仅层合无机化合物层21a的区,且因此,也可能出现钝化膜的透光率偏差,彼此邻接的无机化合物层21a上的非晶内含物22通过所述间隙水平地彼此间隔开。

因此,根据示例性实施例的钝化膜20可以一种方式配备有无机化合物层21a及非晶内含物22的伪多层结构,所述方式使得在多个非晶内含物22当中,彼此邻接的无机化合物层21a上的非晶内含物22以约80%或更小(即,约0%到80%)的面积重叠,或以非晶内含物22的水平宽度的约20%或更小(即,约0%到20%)间隔开。因此,可类似于多个材料层的多层结构改进防透湿性质,且与单层的无机化合物层21a相比,钝化膜20的防透湿性质可能改进。

也就是说,当钝化膜以单层的无机化合物层21a形成时,晶粒在无机化合物层21a中生长,且由此晶粒边界产生于钝化膜的晶粒(或小孔)之间,且湿气渗透在晶粒边界之间,且因此,钝化膜的防透湿性质可能劣化。然而,如在本发明的示例性实施例中,在无机化合物层21a及非晶内含物22的伪多层结构中,非晶内含物层22可阻挡无机化合物层21a的晶粒之间的粒边界且防止湿气通过晶粒之间的粒边界渗透,且因此,与单层的无机化合物层21a相比,钝化膜20的防透湿性质可得以改进。

因此,在示例性实施例中,通过使用包含在与衬底交叉的第一轴线方向上并列安置的线性源气体喷嘴及线性反应气体喷嘴的线性沉积源,可扫描衬底以使得衬底的预定区通过线性源气体喷嘴及线性反应气体喷嘴中的至少一个。因此,即使当衬底完全地通过且并不移出整个线性沉积源时,钝化膜可均匀地沉积在衬底上,且因此,衬底相对于线性沉积源的扫描路径经调节,使得沉积腔室的长度及占地面积可减小。另外,使衬底支撑件或线性沉积源在一个方向上及在另一方向上的移动距离不同,以使得当衬底支撑件或线性沉积源在一个方向或另一方向上的移动完成时,衬底的沉积表面上的面向线性源气体喷嘴的位置可能改变成不同于先前移动完成时的位置。因此,当一个方向或另一方向上的移动完成时,在衬底支撑件或线性沉积源的瞬时停止状态中,可预防沉积在面向线性源气体喷嘴的位置上的非晶硅膜在同一位置处重复层合(重叠)的现象。因此,可预防由厚层合的非晶硅膜导致的防透湿性质的缺陷及透射率偏差的出现,且钝化膜上的表面高度差可减小,并且污点可最小化。另外,使非晶硅膜在衬底的整个沉积表面上变得均匀,使得非晶硅膜可类似于单层形成,且与单层的sinx膜相比,钝化膜的防透湿性质可通过sinx膜及非晶硅膜的伪多层结构改进。

在根据示例性实施例的用于沉积钝化膜的方法中,使衬底支撑件或线性沉积源在一个方向上及在另一方向上的移动距离不同,以使得当衬底支撑件或线性沉积源在一个方向或另一方向上的移动完成时,衬底的沉积表面上的面向线性源气体喷嘴的位置可能改变。因此,当一个方向或另一方向上的移动完成时,在衬底支撑件或线性沉积源的瞬时停止状态中,可预防沉积在面向线性源气体喷嘴的位置上的非晶硅膜(例如,非晶硅膜)在同一位置处重复层合(重叠)的现象。因此,可预防由厚层合的非晶硅膜导致的防透湿性质的缺陷及透射率偏差的出现,且钝化膜上的表面高度差可减小,并且污点可最小化。

另外,使非晶内含物层在衬底的整个沉积表面上为均匀的,非晶内含物层可类似于单层形成,且与单层的无机薄膜相比,钝化膜的防透湿性质可通过无机薄膜(例如,sinx膜或siox膜)及非晶内含物层的伪多层结构改进。

另外,通过使用包含在与衬底交叉的第一轴线方向上并列安置的线性源气体喷嘴及线性反应气体喷嘴的线性沉积源,可扫描衬底以使得衬底的预定区通过线性源气体喷嘴及线性反应气体喷嘴中的至少一个。因此,即使当衬底完全地通过且并不移出整个线性沉积源时,钝化膜可均匀地沉积在衬底上,且因此,衬底相对于线性沉积源的扫描路径经调节,使得沉积腔室的长度及占地面积可能减小。

以上描述中使用的术语“在~上”的含义包含直接接触的情况和尽管未直接地接触该部分,但面向上部或下部部分定位的情况,可不仅包含部分地面向整个上部表面或下部表面定位的情况,且还包含部分地面向表面定位的情况,且用作面向与表面间隔开或直接地接触表面的位置中的上部或下部表面的含义。另外,描述中使用的术语“层合”的含义在包含直接接触且一个层合在另一个上的情况和不直接接触而是重叠且一个堆叠在另一个上的情况时使用。

迄今为止,已参考随附附图更详细地描述优选实施例。然而,本发明不限于上述实施例,且本发明的所属领域的技术人员将理解可在不脱离本发明的主题的情况下作出各种修改和其它等效实施例。因此,本发明的保护范围将通过所附权利要求的技术范围确定。

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