[實用新型]低溫低損傷膜層沉積系統

有效

• 申請號: 201720452553.X
• 申請日: 2017-04-27
• 公開（公告）號: CN206956142U
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 王開安;克雷格·馬里恩;艾凡·貝拉斯克斯;黃仲漩;丁坤寶;孫靜茹
• 申請（專利權）人: 奧昱新材料技術（嘉興）有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司33200
• 代理人: 林松海

技術領域

本實用新型涉及材料沉積技術，尤其涉及濺射沉積系統。

背景技術

常規的磁控濺射沉積系統中，離子和電子構成的等離子體由直流或射頻電場激發所產生，等離子體通過磁場約束以提高濺射效率。然而，等離子體內的高能離子和高速電子能夠到達襯底從而對襯底上已經沉積的薄膜或先前工藝中所制成的電子器件造成不必要的損傷。這種損傷可能源于沉積膜層內部以及膜層與膜層界面所俘獲的電荷，電荷可能對器件的電子性能產生負面影響；損傷也可能是由于精密材料的物理退化或化學分解，高速電子和其它高能物質引起的敏感器件過熱，以及高能離子引起的原子位移或錯位（例如，研磨或濺射）所導致的。

圖1示出一個常規的磁控濺射沉積系統100，其包括濺射靶材120帶有濺射表面125。磁體130用于在濺射表面125附近產生磁場。襯底110平行于濺射表面125放置。由于襯底110直接暴露在等離子體下，在薄膜沉積過程中上述損傷常常發生在襯底110上。例如，有機發光二極管（OLED）器件的封裝即涉及到在已經制備好的OLED器件襯底上沉積氧化物或氮化物薄膜。當氧化物或氮化物薄膜是由傳統的濺射沉積系統100所制備時，上述的損傷可能導致OLED器件失效。

因此需要一種改進的薄膜沉積系統，可將薄膜沉積過程中高能離子或高速電子對襯底上膜層或器件的損傷消除或降到最低。

實用新型內容

本實用新型公開了一種低溫低損傷膜層沉積系統，通過對濺射沉積源的優化，所述的沉積系統可以在較低的工藝溫度下運行，且可以最小化或消除薄膜沉積過程中器件內或器件界面所產生的電子缺陷，同時能夠提供更高的等離子體密度。

一種低溫低損傷膜層沉積系統，主要包括優化的磁控濺射沉積源，所述磁控濺射沉積源包括支撐框架、濺射靶材、磁體、殼體單元；

所述支撐框架包括朝向窗口的內表面，和與內表面相對的外表面，用于限定一個窗口以及窗口周圍閉合回路；

所述濺射靶材為一個或者多個，安裝在所述支撐框架內表面，所述濺射靶材包括一個或多個濺射表面，構成了所述窗口的內壁，所述濺射靶材用來從所述濺射表面提供濺射材料；

所述的磁體為一個或多個，安裝在支撐框架外表面；

所述的殼體單元用來容納所述支撐框架，磁體，以及濺射靶材。

所述支撐框架，進一步包括沿其外表面的多個肋條，所述肋條與肋條之間限定了一個或多個冷卻水通道，所述冷卻水通道用來流通冷卻劑以帶走所述支撐框架和所述濺射靶材的熱量。

所述磁體固定在所述肋條上，所述磁體包括多個平行的沿所述支撐框架外表面的封閉環形回路。

所述濺射材料被沉積到第一襯底的沉積表面，其中所述沉積表面朝向并基本垂直于所述支撐框架構成的窗口，沉積系統還可進一步包括傳動機構用來在所述第一襯底和所述磁控濺射沉積源之間產生相對運動。

進一步包括第二襯底相對于所述支撐框架位于與所述第一襯底相反的一側，所述第二襯底包括朝向所述支撐框架構成的所述窗口的第二沉積表面，所述第二沉積表面用來接受從所述濺射靶材濺射出來的濺射材料，所述第二沉積表面可基本垂直于所述濺射表面。

進一步包括一個真空工藝腔室用來容納磁控濺射沉積源和襯底。

所述第一襯底是預制的有機發光二極管（OLED）器件、金屬氧化物（例如，銦鎵鋅氧化物，或“IGZO”）、薄膜晶體管（TFT）、透明導電氧化物（TCO）層，或射頻識別（RFID）器件中的至少一種，所述濺射材料可在第一襯底上封裝一個或多個預制的電子器件。

本實用新型所公開的沉積系統具有以下優點：可以在較低的工藝溫度下運行（襯底溫度可低至80℃），并且同時能夠提供更高的等離子體密度，這使得薄膜沉積時可實現更寬范圍的所需性能；具有規模可擴展性——從處理很小的襯底到非常大的襯底；更高的沉積效率和材料利用率，當采用雙面沉積模式時，與單面沉積模式相比所公開的系統可以增加一倍的產量和材料利用率。

附圖說明

圖1展示了常規的濺射沉積系統。

圖2是依照本實用新型的沉積系統的示意圖。

圖3是與圖2所示沉積系統相匹配的沉積源的立體圖。

圖4是依照本實用新型的另一種沉積系統的側視圖。

圖4A和圖4B是圖4中所示的沉積系統的沉積源和襯底的立體圖。

圖4C是圖4B所示沉積源沒有殼體單元時的立體圖。

具體實施方式