[發(fā)明專利]在真空中涂覆氮化硅薄膜的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710101779.6
• 申請(qǐng)日: 2007-05-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101074477A
• 公開(kāi)（公告）日: 2007-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 弗拉基米爾·希里羅夫;謝爾蓋·馬雷舍夫;亞歷山大·霍赫洛夫;艾拉特·希薩莫夫;米卡萊·萊烏胡克
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 弗拉基米爾·希里羅夫;謝爾蓋·馬雷舍夫;亞歷山大·霍赫洛夫;艾拉特·希薩莫夫;米卡萊·萊烏胡克
• 主分類號(hào): C23C14/34
• 分類號(hào): C23C14/34;C23C14/06;C23C14/54
• 代理公司: 北京金信立方知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 黃威

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及涂覆氮化硅薄膜的領(lǐng)域，并能用于在真空中封裝薄膜OLED結(jié)構(gòu)(有機(jī)發(fā)光二極管)。?

背景技術(shù)

已知用于在真空中涂覆涂層的裝置，其中通過(guò)等離子處理襯底表面在其上形成涂層，并結(jié)合使用了提供定向能量流的不同功能的離子束源[1]。?

但是，因?yàn)樵谘b置中使用的不同類型的離子束源運(yùn)行在不同的條件下，通常形成的涂層的結(jié)構(gòu)和相組成互不相同，這使各層相互匹配確保高度粘合相當(dāng)復(fù)雜，所以在實(shí)踐中不可能利用已知裝置確保在襯底上涂覆多層涂層。在這種情況下，因?yàn)樾枰_保每一個(gè)單獨(dú)的源的特定工作條件從而花費(fèi)了大量的時(shí)間，所以涂覆涂層處理的生產(chǎn)率急劇降低。?

此外，使用已知裝置中不同功能的能量源不允許在大尺寸的襯底上沉積涂層。?

另一種已知的涂覆涂層的方法包括在物品的表面上真空濺射材料及其沉積物，其中物品的表面由惰性氣體離子流預(yù)先清潔并激活。?

在這種情況下，清潔、激活表面并在其上沉積材料，同時(shí)在真空箱的處理容積中保持剩余壓強(qiáng)恒定，并通過(guò)連續(xù)濺射靶沉積濺射材料以獲取多個(gè)涂層，其中至少一個(gè)靶由金屬制成，一個(gè)由陶瓷制成，濺射陶瓷靶至少15分鐘以形成單獨(dú)的層[2]。?

最接近本發(fā)明的是真空模塊，在使用該模塊的說(shuō)明書(shū)中沒(méi)有直接公開(kāi)在襯底上涂覆涂層的方法。?

在解釋真空模塊運(yùn)行時(shí)描述了在襯底上涂覆涂層的方法，襯底不可移動(dòng)地安裝在真空箱中，向其中饋送工作氣體混合物，使用從離子?源形成的離子束濺射硅靶，在執(zhí)行離子源與硅靶相對(duì)于襯底的相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)用濺射材料掃描襯底表面，濺射材料分層沉積到襯底的表面上[3]。?

但是，從技術(shù)[2，3]所知的方法和裝置具有嚴(yán)重的普遍缺點(diǎn)：?

由上述方法獲得的薄膜具有以下缺點(diǎn)：?

-密度低；?

-孔隙率高，因此薄膜不能提供充分的密封，尤其是當(dāng)薄膜的厚度在0.1-0.3μm時(shí)；?

-內(nèi)部應(yīng)力高；?

如果在襯底上涂覆氮化硅薄膜，所有這些缺點(diǎn)會(huì)在大范圍內(nèi)顯現(xiàn)。?

上述缺點(diǎn)導(dǎo)致薄膜開(kāi)裂和變形，并降低了其附著力(層間的粘合性)和基礎(chǔ)層與金屬表面的附著力。如果在彈性聚合物上涂覆氮化硅薄膜，如生產(chǎn)OLED結(jié)構(gòu)，聚合物破裂并從基礎(chǔ)層或襯底脫落。?

此外，在許多情況下涂覆氮化硅薄膜的過(guò)程伴隨著襯底溫度的大幅升高，即高達(dá)150-200℃(423-473K)，這對(duì)封裝包含可熔(對(duì)溫度敏感)材料的功能元件而言是絕對(duì)不能允許的。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目標(biāo)是消除上述缺點(diǎn)，即確保薄膜結(jié)構(gòu)的密封性，提高薄膜密度，減小薄膜的孔隙率和其中的內(nèi)部應(yīng)力，降低在襯底表面沉積薄膜涂層的過(guò)程中襯底的溫度，以及確保涂層的高質(zhì)量。?

通過(guò)在真空中涂覆氮化硅薄膜的方法實(shí)現(xiàn)了設(shè)定的目標(biāo)，其中襯底固定地放置在工作箱中，向工作箱饋送工作氣體混合物：氮?dú)夂蜌鍤猓瑥闹辽僖粋€(gè)離子源形成離子束，由定向離子束濺射硅靶，并通過(guò)掃描襯底表面濺射材料分層沉積到襯底上；而且離子束源與靶共同相對(duì)于襯底作相對(duì)運(yùn)動(dòng)；根據(jù)該方法的第一實(shí)施方式，在離子束源相對(duì)于襯底的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的每個(gè)循環(huán)，形成厚度在2-10納米范圍內(nèi)的至少一層；而且在工作氣體的混合物中引入了氦氣。?

當(dāng)實(shí)施該方法時(shí)，工作氣體混合物中氦氣的濃度保持在2-20％的范圍內(nèi)，濺射材料流是給定的長(zhǎng)直線形；在這種情況下，濺射材料流的掃描幅度和線性部分的長(zhǎng)度超過(guò)襯底的各個(gè)線性尺寸，在沉積薄膜的過(guò)程中箱內(nèi)的工作壓強(qiáng)不超過(guò)10^-1帕。?

根據(jù)在真空中涂覆氮化硅薄膜的實(shí)施方法的第二實(shí)施例，襯底固定地放置在工作箱中，向工作箱饋送工作氣體的混合物：氮?dú)夂蜌鍤猓瑥闹辽賰蓚€(gè)離子源形成離子束，由定向離子束濺射硅靶，濺射材料分層沉積到襯底的表面上，離子束源與靶共同相對(duì)于襯底的表面固定地安裝，以脈沖模式濺射靶，以這種方式前一和后一脈沖之間的間隔至少為0.1秒；在這種情況下，一個(gè)脈沖中形成厚度在2-10納米范圍內(nèi)的至少一層，且在工作氣體混合物中引入氦氣。?

如同第一實(shí)施例，工作氣體混合物中氦氣的濃度維持在2-20％的范圍內(nèi)，且在沉積薄膜的過(guò)程中箱內(nèi)的工作壓強(qiáng)不超過(guò)10^-1帕。?

然而，可繞其軸旋轉(zhuǎn)地固定安裝離子束源。?

如下實(shí)施在真空中涂覆氮化硅薄膜的方法的第一實(shí)施例。?