用于在电子器件的表面区域上制造层的方法
【技术领域】
[0001]提出一种用于在电子器件的表面区域上制造至少一个层的方法。
[0002]本申请要求德国专利申请10 2012 221 080.6的优先权，其公开内容在此通过参考并入本文。
【背景技术】
[0003]光电子器件、例如有机发光二极管(“organiclight-emitting d1de”，OLED)、但是还有无机发光二极管芯片能够相对于湿气、氧和/或其他有害的环境气体是相对敏感的。
[0004]特别地，在OLED的情况下已知的是，借助于腔玻璃和安置在其中的吸气剂材料来保护敏感的有机层。此外，敏感的器件例如也能够借助于以阻挡层或纳米叠层、即由具有不同材料的交替的层构成的层序列的形式的薄膜封装件得到保护。这种薄膜封装件优选也能够在透明的和/或柔性的器件中使用。借助于原子层沉积法(“atomic layer deposit1n”，ALD)能够以可复现的方式制造极其薄的、例如至单层薄的阻挡层和纳米叠层的层。
[0005]术语原子层沉积尤其理解为下述方法，其中为了制造层，将对此所需的初始材料(前驱体)通常不同时地、而是交替依次地输送给覆层腔，在所述覆层腔中设置有要覆层的器件。初始材料能够通过交替的输送而交替地相叠地积聚在要覆层的器件的表面上或之前积聚的初始材料上并且在那里进行化合。由此可行的是，对于每次重复循环、即以依次的子步骤一次输送全部所需的初始材料，最多生长要施加的层的一个单层，使得通过循环的数量可以良好地控制层厚度。
[0006]初始材料通常以化学化合物、例如以金属有机化合物或杂化物来提供，所述化学化合物通过输送热能而分解。对此，要覆层的器件被加热并且能够根据ALD法附加地暴露于等离子。为了避免要覆层的器件、例如在有机器件的情况下的损坏，ALD法必须在相对小的温度下执行，所述温度通常低于150°C并且尤其位于室温至100°C的范围中。此外，因为在所提出的温度下不能够或仅难于将期望的初始材料的多种已知的化合物分解，所以在已知的ALD法中，材料选择相应地受限。
[0007]此外，已知的ALD法不允许掩模进而仅适合于以未结构化的方式沉积大面积的层。具有抗覆层层的方法的作用方式在工业中尚未提出，使得借助于ALD施加的层为了结构化典型地必须通过激光剥离局部地移除。但是，尤其在器件、如OLED的有源区的区域中，激光剥离几乎不可行。
【发明内容】
[0008]特定实施方式的至少一个目的是:提出一种用于在电子器件的表面区域上制造层的方法。
[0009]所述目的通过根据独立权利要求的主题来实现。主题的有利的实施方式和改进形式的特征在于从属权利要求并且还从下面的描述和附图中得出。
[0010]根据至少一个实施方式，用于在光电子器件的表面区域上制造至少一个层的方法具有下述步骤，在所述方法步骤中，将至少一个层借助于闪光支持的原子层沉积法施加。这种方法在下面也称作为闪光ALD (ALD:“原子层沉积”)或光闪ALD。对于闪光ALD法，表面区域优选能够在覆层腔中提供，在所述表面区域上应当施加至少一个层。覆层腔尤其能够构建用于:能够在其中执行闪光ALD。
[0011 ] 在常规的ALD法中，如上面描述的那样，将初始材料依次地输送给覆层腔，在所述覆层腔中存在要覆层的器件。为了在常规的ALD法中实现高的层质量，例如在密度、结晶度和纯度方面实现高的层质量，根据所应用的初始材料需要高的温度，必须将要覆层的器件加热到所述温度上。如已经在更上面描述的那样，这根据要覆层的器件的耐热性显著地限制可能的初始材料的选择。在此处应用的闪光ALD法中，制造层所需要的能量完全地或大部分地借助于至少一个闪光来提供。对此，表面区域暴露于用于至少一个层的至少一种气态的第一初始材料并且用至少一个闪光辐照。气态的第一初始材料优选能够为具有下述分子的气体，所述分子通过要嵌入到层中的材料与其他的分子和/或分子基团、例如氢和/或有机分子基团的化合形成。通过在存在第一初始材料的情况下射到电子器件的要覆层的表面区域上的至少一个闪光，优选能够实现气态的第一初始材料的分解，使得通过分解释放的应当嵌入到至少一个层中的材料能够在电子器件的表面区域上积聚。
[0012]借助至少一个闪光射到表面区域上的光例如能够包含下述光谱份额，所述光谱份额适合于分解气态的第一初始材料。换而言之，气态的第一初始材料的分子能够具有吸收带，所述吸收带对应于包含在至少一个闪光中的光的一个或多个光谱分量。此外，也能够可行的是，借助至少一个闪光射到表面区域上的光在电子器件的表面区域中被吸收进而加热所述表面区域。对此，至少一个闪光的光优选具有下述光谱分量，所述光谱分量位于表面区域的吸收光谱中，所述表面区域应当借助至少一个层覆层，并且所述光谱分量因此能够通过电子器件的表面区域吸收。通过导热，由此也能够加热电子器件在要覆层的表面区域之下的部分。然而，通过适当地选择光谱分量、闪光的能量和持续时间能够实现:仅通过闪光加热在要覆层的表面区域之下的薄层。例如，可见光通过层厚度为仅几微米的硅来吸收。通过至少一个闪光能够实现，用闪光辐照的表面区域仅加热到例如几微米的深度中，而其余的电子器件不被加热或至少具有比表面区域明显更小的温度。
[0013]根据另一个实施方式，至少一个闪光具有小于10ms、优选小于5ms并且尤其优选小于2ms的持续时间。例如，至少一个闪光能够具有大致Ims的持续时间。为了实现表面区域的充分的加热，闪光优选能够具有大于或等于lj/cm2、或者还有大于或等于lOJ/cm2、或者还有大于或等于20J/cm2、或者还有大于或等于40J/cm2的能量密度。根据所应用的初始材料和/或要覆层的表面区域的吸收特性，包含在闪光中的光例如能够基本上具有可见光和尤其紫外和红外光的小于10%的份额。此外，也能够有利的是，包含在至少一个闪光中的光包含在紫外和/或红外波长范围中的更大份额的光谱分量或者甚至仅由这种光谱分量构成。
[0014]根据另一个实施方式，至少一个闪光借助于光源输送，所述光源选自:至少一个气体放电灯、至少一个卤素灯、至少一个激光器、尤其至少一个激光二极管、至少一个发光二极管(LED)或多个所述发光二极管。光源也能够具有上述光源的组合或由其构成。例如，光源能够具有一个或多个氙气体放电灯，所述多个氙气体放电灯典型地主要放射可见光和近红外中的光并且几乎不放射紫外中的光。为了实现至少一个闪光中的足够的能量密度，此外，能够有利的是，应用多个所提出的光源，其中光例如能够附加地通过适当的反射器聚束到要覆层的表面区域上。通过至少一个闪光中的足够高的能量密度尤其能够实现:要覆层的表面区域的温度极其快速地提高，例如以大致10° K/s的数量级。
[0015]如上面描述的那样，通过至少一个闪光能够实现:气态的第一初始材料尤其在电子器件的要辐照的且要覆层的表面区域附近分解进而释放应当嵌入到要施加的层中的材料。尤其优选的是，气态的第一初始材料在至少一个闪光射入之前能够在要覆层的表面区域上积聚，即在所述表面区域上吸附。通过至少一个闪光和例如尤其通过表面区域的之前描述的快速的且局部受限的强的加热，能够实现气态的第一初始材料的吸附的分子的热解。由此，能够激活化学反应，使得例如发生第一初始材料的反应，以在表面区域上形成要施加的层的单层或子单层。此外，至少一个闪光能够有助于，要施加的层的已经沉积的材料回火进而经受所谓的退火，由此能够改进层质量。因此，在此处描述的闪光ALD法中例如也能够可行的是，通过仅输送唯一的气态的初始材料和至少一个闪光的入射，在表面区域上制造层，其中借助于至少一个闪光输送一定量的能量，使得表面区域上的初始材料能够反应，以形成层。
[0016]尤其优选的是，表面区域能够借助一组闪光辐照。在各个闪光之间，一方面，吸附的初始材料能够反应，另一方面，其他的初始材料能够以子单层或优选以单层积聚在已经吸附并且优选反应的初始材料上。因此，借助一组闪光能够实现，对于每个闪光，优选沉积用于要在表面区域上施加的层的包含在初始材料中的材料的单层或至少一个子单层。由此，通过调整射到表面区域上的闪光的数量能够实现良好地控制要沉积的层的层厚度。
[0017]此外，也能够可行的是，应用至少一种气态的第二初始材料，将要覆层的表面区域在气态的第一初始材料之后暴露于所述第二初始材料。对此，能够将气态的第二初始材料在气态的第一初始材料之后输送给表面区域并且在不存在气态的第一初始材料的情况下输送。通过输送至少一种第二初始材料，例如能够可行的是，将复合层、例如氮化物或氧化物沉积在电子器件的至少一个表面区域上。对此，将气态的第一初始材料和气态的第二初始材料优选交替地输送给表面区域，使得所述表面区域交替地暴露于两种初始材料。根据应用的初始材料，闪光能够在存在一种或两种初始材料的情况下射到表面区域上。特别地，因此，在此描述的方法具有下述方法步骤:其中在借助于闪光支持的原子层沉积法施加至一个层时，表面区域暴露于用于至少一个层的至少一种气态的第一初始材料或者暴露于至少一种气态的第一初始材料和随后的气态的第二初始材料，并且用至少一个闪光福照第一和/或第二初始材料的在表面区域上吸附的分子，由此分解在包面区域上吸附的分子。因此，至少一个闪光能够在仅存在第一初始材料的情况下或在仅存在第二初始材料的情况下射到表面区域上。此外，也能够可行的是，在存在每种初始材料的情况下分别将至少一个闪光射到要覆层的表面区域上。
[0018]还要指出的是，在此处描述的方法中，也能够使用多于两种的初始化合物。
[0019]初始材料、即例如气态的第一初始材料和/或气态的第二初始材料能够作为气体流引导给要覆层的表面区域。这能够表示:初始材料作为连续的气体流在覆层腔中输送并且从覆层腔中连续地移除气态的剩余物。替选于此，也可行的是，将初始材料在借助于至少一个闪光辐照之前输送给覆层腔进而输送给要覆层的表面区域并且此后停止气体流入，使得在至少一个闪光期间不进行初始材料的输送和输出。
[0020]在输送初始材料和借助于闪光辐照之间也能够执行冲洗步骤，