气相有机材料沉积方法和使用该方法的气相有机材料沉积设备技术

本发明专利技术涉及气相有机材料沉积方法和使用该方法的气相有机材料沉积设备，该设备可以通过如下方式在更宽基材上均匀地快速生长薄膜：使用安装在该设备上侧的喷雾单元在重力方向喷雾气相有机材料和通过使用稀释气体作为沉积材料和连续携带少量热源到扫描头而精确和稳定地调节有机薄膜更宽基材的厚度。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在半导体设备的制造设备和该设备的制造方法中的气相有机材料沉积方法和气相有机材料沉积设备，特别涉及这样一种气相有机材料沉积方法和使用该方法的气相有机材料沉积设备，该设备可以通过如下方式在更宽基材上均匀地快速生长薄膜使用安装在该设备上方的喷雾单元在重力方向喷雾气相有机材料和通过使用稀释气体作为沉积材料和连续携带少量热源到扫描头而精确和稳定地调节有机薄膜更宽基材的厚度。在迄今为止开发的有机薄膜形成方法中的一种代表性技术所用的真空沉积方法是这样实现的在真空腔上部安装热蒸发源，在热蒸发源上安装膜生长基材以便形成薄膜。下面描述使用真空沉积方法的有机薄膜形成设备的简要构造。提供有与真空腔连接的真空通风单元。因此，使用真空通风单元在真空腔中保持某种真空状态。从位于真空腔下部的至少一种以上的有机薄膜材料的热蒸发源蒸发为有机薄膜材料的有机材料。有机薄膜材料的热蒸发源是圆筒形或长方体容器。在容器中提供有膜生长的有机材料。石英、陶瓷等作为容器材料。将加热用加热器以某种方式缠绕在容器单元的表面上。当施加电源时，容器环绕部分的温度增加，同时容器被加热。当达到一定温度时，有机物蒸发。在此时，由安装在容器下部或上部的温度调节导热单元测量温度。因此，可以使有机蒸发材料维持恒定温度以获得所需的蒸发速率。将蒸发的有机材料携带到距离容器上部一定距离的由玻璃或晶片材料形成的基材。在基材上通过吸收、沉积、再蒸发工艺硬化携带来的有机材料，以形成薄膜。在此，在有机薄膜材料的有机化合物中，由于蒸气压较高，高温分解温度接近于蒸发温度，所以难以稳定地长时间控制有机物的蒸发速率，使得不可能实施高速率薄膜沉积。从真空腔中热蒸发源蒸发的有机薄膜材料具有相应于热蒸发源容器上部坩埚孔形状的某些取向并且在基材上受限于有限范围，使得不能获得在宽面积基材上形成均匀的有机薄膜。此外，为形成均匀的有机薄膜，采用具有某些取向的校正单元以一定速率旋转基材同时使膜生长，因此增大旋转半径和沉积设备。此外，由于在真空设备不必要的有效区域中形成有机薄膜，降低了昂贵的有机材料的使用效率因此了降低生产率。如上所述，在电致发光设备和功能薄膜的应用中，在真空沉积方法中使用有机薄膜制造产品时，有如下问题如低膜生长速率，低有机材料使用效率，有机薄膜的非均匀性，精细调节主体材料和掺杂剂材料混合量的难度，和形成基于更大基材的均匀有机薄膜的难度。作为以上问题的例子，综合参考附图说明图1描述现有的真空沉积设备。图1是说明现有的真空沉积设备的例子的视图。如图中所示，在现有的真空沉积设备中，制备一定量的在钼涂层6上沉积的某种材料，真空腔1的内部压力降低到10-6托。如果沉积材料是金属，使用温度调节设备在熔点附近增加金属，将温度进行精细调节并升高到材料蒸发。在此时，在钼涂层6上的材料开始蒸发，开启先前配合的闸门5，和蒸发的材料分子沉积在基材上。在此时，闸门5用于防止在钼涂层6上的材料蒸发之前剩余杂质沉积到基材上。在这样构造的真空沉积设备中，不容易预测沉积材料的精确量。因此，必须在钼涂层6上制备大量材料。此外，由于不可能在所需的方向诱导蒸气，如果重复进行以上的沉积过程，会污染腔室的内部。因此，在此情况下，应当清洁腔室的内部，从而引起不方便。此外，在钼涂层6上制备的材料数量，闸门4的开启和关闭时间，以及由温度调节的蒸发时间是厚度调节的变量。不可能精细调节以上变量。此外，在有机半导体制造方法中，有一种使用单元沉积源的方法，以及由普林斯顿大学(Princeton university)的Max Shtein等人提出的OVPD(有机气相沉积)方法。在使用单元沉积源罐的有机半导体制造方法中，需要较长的时间以沉积有机半导体的每层。每层沉积所用的材料的使用量较大。此外，存在的问题是沉积膜的密度和相对于基材的粘合力变差。有机半导体大量生产的制造产量降低。在用于大量生产宽面积基材的制造工艺中存在限制。即，基材的面积限制尺寸是370×470mm。OVPD方法涉及使用由Max Shtein等人在Axitron方法中提出的用于气相有机材料的载气，制造用于有机半导体的每个层的方法。相比于使用单元沉积源的方法，该方法能够更多地增加有机材料的使用效率。此外，理论上可以制造宽面积基材的有机半导体。然而，使用OVPD的Axitron方法使用现有的CVD方法中的扫描头。此外，测试200×200mm的基材。在此情况下，可发生有机薄膜不耐热的问题。此外，为在宽面积的基材上制造，必须制备一个大于370×470mm的喷头。然而，在此情况下，构造该物质存在问题。在Axitron方法的沉积方法中，固定沉积源罐714的高温热源和扫描头。此外，在有机半导体制造的掺杂中，通过在系统内部提供至少两个以上的扫描头实施单独的温度调节。然而，在OVPD方法中，由于使用一个扫描头，如果使用具有不同热性能的至少两种以上的掺杂材料进行掺杂，材料可能变化成具有热性能差的材料。即，在现有的两种方法中，有机半导体材料不能很好地沉积在宽面积的基材上。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种气相有机材料沉积方法和使用该方法的气相有机材料沉积设备，其能够克服现有技术中遇到的问题。本专利技术的另一目的是提供宽面积基材的气相有机材料沉积方法和使用该方法的气相有机材料沉积设备，其能够增加有机薄膜相对于基材的粘合力，并通过稀释沉积源罐内的有机材料粒子精确和稳定地调节厚度以使基材上沉积有机半导体材料，并通过使用缓冲腔和沉积腔的闸阀防止由扫描头热源引起的宽面积基材上和沉积腔内部的温度增加。为达到上述目的，提供一种气相有机材料沉积设备，该设备包括沉积腔，该沉积腔具有与外部分离的内部空间，在内部空间底表面中形成的用于安装沉积气相有机材料的母材料的母材料安装部分，位于母材料安装部分上部分并用于在母材料安装部分方向上喷雾气相有机材料的喷雾单元，和至少一个以上的向上壁表面和侧壁表面辐射热量的保温加热器；至少一个以上的有机材料腔，该有机材料腔具有至少一个以上的以孔形状形成的载气入口孔，携带气相有机材料的载气通过该入口孔流入，至少一个以上的以孔形状形成的气相有机材料出口孔，通过该出口孔排出有机材料蒸气和载气，由耐热材料形成并具有用于贮存有机材料的内部空间的加热炉，以及有机材料加热用加热器，该加热器围绕加热炉的外周围部分并将加热炉的内部加热到有机材料蒸发所需的温度；流量控制器，其与载气入口孔连接并控制流入有机材料腔内部的载气量和流速；气相有机材料携带管，其以通过沉积腔和有机材料腔的形式形成并以管子形状形成，使得有机材料腔中的气相有机材料被携带到喷雾单元；和用于降低沉积腔内部压力的真空泵。为达到上述目的，提供一种气相有机材料沉积方法，该方法包括第一步骤与包括有有机材料的有机材料腔的外表面接触的加热用加热器辐射热量并将有机材料加热至高于蒸发温度的温度；第二步骤通过由辐射热量的固定温度加热器围绕的气相有机材料携带管，将由加热用加热器蒸发的气相有机材料携带到沉积腔的喷雾单元，其中沉积腔中布置有沉积气相有机材料的母材料；和第三步骤将携带到喷雾单元的气相有机材料在重力方向从放置在母材料安装部分上部中的母材料上部喷雾，并沉积在母材料上表面上。为达到上述目的，在气相有机材料沉积设备中，提供宽面积基材的气相有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气相有机材料沉积设备，包括： 沉积腔，该沉积腔具有：与外部分离的内部空间，在内部空间底表面中形成的用于安装沉积气相有机材料的母材料的母材料安装部分，位于母材料安装部分上部分并用于在母材料安装部分方向上喷雾气相有机材料的喷雾单元，和至少一个以上的向上壁表面和侧壁表面辐射热量的保温加热器； 至少一个以上的有机材料腔，该有机材料腔具有：至少一个以上的以孔形状形成的载气入口孔，携带气相有机材料的载气通过该入口孔流入；至少一个以上的以孔形状形成的气相有机材料出口孔，通过该出口孔排出有机材料蒸气和载气；由耐热材料形成并具有用于贮存有机材料的内部空间的加热炉；以及有机材料加热用加热器，该加热器围绕加热炉的外周围部分并将加热炉的内部加热到有机材料蒸发所需的温度； 流量控制器，其与载气入口孔连接并控制流入有机材料腔内部的载气量和流速； 气相有机材料携带管，其以通过沉积腔和有机材料腔的形式形成并以管子形状形成，使得有机材料腔中的气相有机材料被携带到喷雾单元；和 用于降低沉积腔内部压力的真空泵。

【技术特征摘要】
KR 2002-4-1 2002-0017755;KR 2002-10-10 2002-0061621.一种气相有机材料沉积设备，包括沉积腔，该沉积腔具有与外部分离的内部空间，在内部空间底表面中形成的用于安装沉积气相有机材料的母材料的母材料安装部分，位于母材料安装部分上部分并用于在母材料安装部分方向上喷雾气相有机材料的喷雾单元，和至少一个以上的向上壁表面和侧壁表面辐射热量的保温加热器；至少一个以上的有机材料腔，该有机材料腔具有至少一个以上的以孔形状形成的载气入口孔，携带气相有机材料的载气通过该入口孔流入；至少一个以上的以孔形状形成的气相有机材料出口孔，通过该出口孔排出有机材料蒸气和载气；由耐热材料形成并具有用于贮存有机材料的内部空间的加热炉；以及有机材料加热用加热器，该加热器围绕加热炉的外周围部分并将加热炉的内部加热到有机材料蒸发所需的温度；流量控制器，其与载气入口孔连接并控制流入有机材料腔内部的载气量和流速；气相有机材料携带管，其以通过沉积腔和有机材料腔的形式形成并以管子形状形成，使得有机材料腔中的气相有机材料被携带到喷雾单元；和用于降低沉积腔内部压力的真空泵。2.如权利要求1的设备，其中所述沉积腔在气相有机材料携带管的纵向方向在装有喷雾单元的部分中包括至少一个以上的导轨；所述喷雾单元包括在与导轨接触的部分可与导轨一起滑动的导板。3.如权利要求1或2的设备，其中所述沉积腔包括用于旋转喷雾单元的旋转电机和用于在向上和向下方向移动喷雾单元的移动电机。4.如权利要求1的设备，其中所述气相有机材料携带管包括固定温度加热器，该加热器具有用于产生热量的热丝和用于精确保持加热温度的固定温度热量辐射装置系统。5.如权利要求1或4的设备，其中所述气相有机材料携带管包括与至少两个以上有机材料腔连接的用于混合至少两种以上气相有机材料的混合罐。6.如权利要求1的设备，其中所述喷雾单元由具有多个小直径喷雾部分的喷雾气相有机材料的喷头实现，或者由喷雾部分以管形状形成的喷雾管实现。7.如权利要求1的设备，其中所述加热炉以选自多边形、圆柱形或球形的特定形状形成，其内部与外部分离。8.一种气相有机材料沉积方法，包括如下步骤第一步骤与包括有有机材料的有机材料腔的外表面接触的加热用加热器辐射热量并将有机材料加热至高于蒸发温度的温度；第二步骤通过由辐射热量的固定温度加热器围绕的气相有机材料携带管，将由加热用加热器蒸发的气相有机材料携带到沉积腔的喷雾单元，其中沉积腔中布置有沉积气相有机材料的母材料；和第三步骤将携带到喷雾单元的气相有机材料在重力方向从放置在母材料安装部分上部中的母材料上部喷雾，并沉积在母材料上表面上。9.如权利要求8的方法，其中所述第三步骤的所述喷雾单元在气相有机材料携带管的纵向方向水平移动和/或旋转。10.如权利要求8或9的方法，其中所述第三步骤的所述母材料安装部分在有机材料腔的底表面中水平移动。11.宽面积基材的气相有机材料沉积设备，包括气体加热器，用于通过调节其中含有惰性气体的储气槽和MFC(质量流量控制器)而加热惰性气体；缠绕在连接管外部的用于保持温度的加热器管；至少一个沉积源罐，该沉积源罐用于贮存要沉积的气体和有机材料，并在稀释这些物质从而产生气态的稀释的有机...

【专利技术属性】
技术研发人员：金东秀，裴京彬，崔东权，
申请(专利权)人：高级网络服务公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]