專利名稱：氣相有機(jī)材料沉積方法和使用該方法的氣相有機(jī)材料沉積設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在半導(dǎo)體設(shè)備的制造設(shè)備和該設(shè)備的制造方法中的氣相有機(jī)材料沉積方法和氣相有機(jī)材料沉積設(shè)備，特別涉及這樣一種氣相有機(jī)材料沉積方法和使用該方法的氣相有機(jī)材料沉積設(shè)備，該設(shè)備可以通過如下方式在更寬基材上均勻地快速生長薄膜使用安裝在該設(shè)備上方的噴霧單元在重力方向噴霧氣相有機(jī)材料和通過使用稀釋氣體作為沉積材料和連續(xù)攜帶少量熱源到掃描頭而精確和穩(wěn)定地調(diào)節(jié)有機(jī)薄膜更寬基材的厚度。
在迄今為止開發(fā)的有機(jī)薄膜形成方法中的一種代表性技術(shù)所用的真空沉積方法是這樣實(shí)現(xiàn)的在真空腔上部安裝熱蒸發(fā)源，在熱蒸發(fā)源上安裝膜生長基材以便形成薄膜。下面描述使用真空沉積方法的有機(jī)薄膜形成設(shè)備的簡要構(gòu)造。提供有與真空腔連接的真空通風(fēng)單元。因此，使用真空通風(fēng)單元在真空腔中保持某種真空狀態(tài)。從位于真空腔下部的至少一種以上的有機(jī)薄膜材料的熱蒸發(fā)源蒸發(fā)為有機(jī)薄膜材料的有機(jī)材料。有機(jī)薄膜材料的熱蒸發(fā)源是圓筒形或長方體容器。在容器中提供有膜生長的有機(jī)材料。石英、陶瓷等作為容器材料。將加熱用加熱器以某種方式纏繞在容器單元的表面上。當(dāng)施加電源時(shí)，容器環(huán)繞部分的溫度增加，同時(shí)容器被加熱。當(dāng)達(dá)到一定溫度時(shí)，有機(jī)物蒸發(fā)。在此時(shí)，由安裝在容器下部或上部的溫度調(diào)節(jié)導(dǎo)熱單元測量溫度。因此，可以使有機(jī)蒸發(fā)材料維持恒定溫度以獲得所需的蒸發(fā)速率。將蒸發(fā)的有機(jī)材料攜帶到距離容器上部一定距離的由玻璃或晶片材料形成的基材。在基材上通過吸收、沉積、再蒸發(fā)工藝硬化攜帶來的有機(jī)材料，以形成薄膜。
在此，在有機(jī)薄膜材料的有機(jī)化合物中，由于蒸氣壓較高，高溫分解溫度接近于蒸發(fā)溫度，所以難以穩(wěn)定地長時(shí)間控制有機(jī)物的蒸發(fā)速率，使得不可能實(shí)施高速率薄膜沉積。從真空腔中熱蒸發(fā)源蒸發(fā)的有機(jī)薄膜材料具有相應(yīng)于熱蒸發(fā)源容器上部坩堝孔形狀的某些取向并且在基材上受限于有限范圍，使得不能獲得在寬面積基材上形成均勻的有機(jī)薄膜。此外，為形成均勻的有機(jī)薄膜，采用具有某些取向的校正單元以一定速率旋轉(zhuǎn)基材同時(shí)使膜生長，因此增大旋轉(zhuǎn)半徑和沉積設(shè)備。此外，由于在真空設(shè)備不必要的有效區(qū)域中形成有機(jī)薄膜，降低了昂貴的有機(jī)材料的使用效率因此了降低生產(chǎn)率。
如上所述，在電致發(fā)光設(shè)備和功能薄膜的應(yīng)用中，在真空沉積方法中使用有機(jī)薄膜制造產(chǎn)品時(shí)，有如下問題如低膜生長速率，低有機(jī)材料使用效率，有機(jī)薄膜的非均勻性，精細(xì)調(diào)節(jié)主體材料和摻雜劑材料混合量的難度，和形成基于更大基材的均勻有機(jī)薄膜的難度。作為以上問題的例子，綜合參考

圖1描述現(xiàn)有的真空沉積設(shè)備。
圖1是說明現(xiàn)有的真空沉積設(shè)備的例子的視圖。
如圖中所示，在現(xiàn)有的真空沉積設(shè)備中，制備一定量的在鉬涂層6上沉積的某種材料，真空腔1的內(nèi)部壓力降低到10-6托。如果沉積材料是金屬，使用溫度調(diào)節(jié)設(shè)備在熔點(diǎn)附近增加金屬，將溫度進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)并升高到材料蒸發(fā)。在此時(shí)，在鉬涂層6上的材料開始蒸發(fā)，開啟先前配合的閘門5，和蒸發(fā)的材料分子沉積在基材上。在此時(shí)，閘門5用于防止在鉬涂層6上的材料蒸發(fā)之前剩余雜質(zhì)沉積到基材上。
在這樣構(gòu)造的真空沉積設(shè)備中，不容易預(yù)測沉積材料的精確量。因此，必須在鉬涂層6上制備大量材料。此外，由于不可能在所需的方向誘導(dǎo)蒸氣，如果重復(fù)進(jìn)行以上的沉積過程，會(huì)污染腔室的內(nèi)部。因此，在此情況下，應(yīng)當(dāng)清潔腔室的內(nèi)部，從而引起不方便。此外，在鉬涂層6上制備的材料數(shù)量，閘門4的開啟和關(guān)閉時(shí)間，以及由溫度調(diào)節(jié)的蒸發(fā)時(shí)間是厚度調(diào)節(jié)的變量。不可能精細(xì)調(diào)節(jié)以上變量。
此外，在有機(jī)半導(dǎo)體制造方法中，有一種使用單元沉積源的方法，以及由普林斯頓大學(xué)(Princeton university)的Max Shtein等人提出的OVPD(有機(jī)氣相沉積)方法。
在使用單元沉積源罐的有機(jī)半導(dǎo)體制造方法中，需要較長的時(shí)間以沉積有機(jī)半導(dǎo)體的每層。每層沉積所用的材料的使用量較大。此外，存在的問題是沉積膜的密度和相對于基材的粘合力變差。有機(jī)半導(dǎo)體大量生產(chǎn)的制造產(chǎn)量降低。在用于大量生產(chǎn)寬面積基材的制造工藝中存在限制。即，基材的面積限制尺寸是370×470mm。
OVPD方法涉及使用由Max Shtein等人在Axitron方法中提出的用于氣相有機(jī)材料的載氣，制造用于有機(jī)半導(dǎo)體的每個(gè)層的方法。相比于使用單元沉積源的方法，該方法能夠更多地增加有機(jī)材料的使用效率。此外，理論上可以制造寬面積基材的有機(jī)半導(dǎo)體。然而，使用OVPD的Axitron方法使用現(xiàn)有的CVD方法中的掃描頭。此外，測試200×200mm的基材。在此情況下，可發(fā)生有機(jī)薄膜不耐熱的問題。
此外，為在寬面積的基材上制造，必須制備一個(gè)大于370×470mm的噴頭。然而，在此情況下，構(gòu)造該物質(zhì)存在問題。在Axitron方法的沉積方法中，固定沉積源罐714的高溫?zé)嵩春蛼呙桀^。此外，在有機(jī)半導(dǎo)體制造的摻雜中，通過在系統(tǒng)內(nèi)部提供至少兩個(gè)以上的掃描頭實(shí)施單獨(dú)的溫度調(diào)節(jié)。然而，在OVPD方法中，由于使用一個(gè)掃描頭，如果使用具有不同熱性能的至少兩種以上的摻雜材料進(jìn)行摻雜，材料可能變化成具有熱性能差的材料。即，在現(xiàn)有的兩種方法中，有機(jī)半導(dǎo)體材料不能很好地沉積在寬面積的基材上。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種氣相有機(jī)材料沉積方法和使用該方法的氣相有機(jī)材料沉積設(shè)備，其能夠克服現(xiàn)有技術(shù)中遇到的問題。
本發(fā)明的另一目的是提供寬面積基材的氣相有機(jī)材料沉積方法和使用該方法的氣相有機(jī)材料沉積設(shè)備，其能夠增加有機(jī)薄膜相對于基材的粘合力，并通過稀釋沉積源罐內(nèi)的有機(jī)材料粒子精確和穩(wěn)定地調(diào)節(jié)厚度以使基材上沉積有機(jī)半導(dǎo)體材料，并通過使用緩沖腔和沉積腔的閘閥防止由掃描頭熱源引起的寬面積基材上和沉積腔內(nèi)部的溫度增加。
為達(dá)到上述目的，提供一種氣相有機(jī)材料沉積設(shè)備，該設(shè)備包括沉積腔，該沉積腔具有與外部分離的內(nèi)部空間，在內(nèi)部空間底表面中形成的用于安裝沉積氣相有機(jī)材料的母材料的母材料安裝部分，位于母材料安裝部分上部分并用于在母材料安裝部分方向上噴霧氣相有機(jī)材料的噴霧單元，和至少一個(gè)以上的向上壁表面和側(cè)壁表面輻射熱量的保溫加熱器；至少一個(gè)以上的有機(jī)材料腔，該有機(jī)材料腔具有至少一個(gè)以上的以孔形狀形成的載氣入口孔，攜帶氣相有機(jī)材料的載氣通過該入口孔流入，至少一個(gè)以上的以孔形狀形成的氣相有機(jī)材料出口孔，通過該出口孔排出有機(jī)材料蒸氣和載氣，由耐熱材料形成并具有用于貯存有機(jī)材料的內(nèi)部空間的加熱爐，以及有機(jī)材料加熱用加熱器，該加熱器圍繞加熱爐的外周圍部分并將加熱爐的內(nèi)部加熱到有機(jī)材料蒸發(fā)所需的溫度；流量控制器，其與載氣入口孔連接并控制流入有機(jī)材料腔內(nèi)部的載氣量和流速；氣相有機(jī)材料攜帶管，其以通過沉積腔和有機(jī)材料腔的形式形成并以管子形狀形成，使得有機(jī)材料腔中的氣相有機(jī)材料被攜帶到噴霧單元；和用于降低沉積腔內(nèi)部壓力的真空泵。
為達(dá)到上述目的，提供一種氣相有機(jī)材料沉積方法，該方法包括第一步驟與包括有有機(jī)材料的有機(jī)材料腔的外表面接觸的加熱用加熱器輻射熱量并將有機(jī)材料加熱至高于蒸發(fā)溫度的溫度；第二步驟通過由輻射熱量的固定溫度加熱器圍繞的氣相有機(jī)材料攜帶管，將由加熱用加熱器蒸發(fā)的氣相有機(jī)材料攜帶到沉積腔的噴霧單元，其中沉積腔中布置有沉積氣相有機(jī)材料的母材料；和第三步驟將攜帶到噴霧單元的氣相有機(jī)材料在重力方向從放置在母材料安裝部分上部中的母材料上部噴霧，并沉積在母材料上表面上。
為達(dá)到上述目的，在氣相有機(jī)材料沉積設(shè)備中，提供寬面積基材的氣相有機(jī)材料沉積設(shè)備，該設(shè)備包括氣體加熱器，用于通過調(diào)節(jié)其中含有惰性氣體的儲(chǔ)氣槽和MFC(質(zhì)量流量控制器)而加熱惰性氣體；纏繞在連接管外部的用于保持溫度的加熱器管；至少一個(gè)沉積源罐，該沉積源罐用于貯存要沉積的氣體和有機(jī)材料，并在稀釋這些物質(zhì)從而產(chǎn)生氣態(tài)的稀釋的有機(jī)材料的狀態(tài)下由氣體加熱器加熱高溫氣體和有機(jī)材料粒子；掃描頭和緩沖腔，它們具有用于檢查和調(diào)節(jié)稀釋的有機(jī)材料粒子的移動(dòng)的沉積速率調(diào)節(jié)單元；閘閥，用于實(shí)現(xiàn)閘控操作從而開啟和關(guān)閉稀釋的有機(jī)材料粒子的流動(dòng)；和沉積腔，用于將從沉積源罐流入的稀釋粒子沉積到寬面積基材上；其中，氣體加熱器加熱氣體以使沉積源罐調(diào)節(jié)氣體的量并將熱源流入到氣體中；閘閥安裝在緩沖腔和沉積腔之間，從而防止由掃描頭熱源引起的在寬面積基材中和在沉積腔內(nèi)部的溫度增加。
為達(dá)到上述目的，在氣相有機(jī)材料沉積方法中，提供寬面積基材的氣相有機(jī)材料沉積方法，該方法包括使用根據(jù)氣體量調(diào)節(jié)并且熱源插入到內(nèi)部的氣體加熱器，將從沉積源罐流入的根據(jù)其中貯存有惰性氣體的儲(chǔ)氣槽和MFC(質(zhì)量流量控制器)而調(diào)節(jié)的惰性氣體加熱的第一步驟；通過纏繞在連接管外部的加熱器管保持溫度的步驟；在稀釋高溫氣體和有機(jī)材料粒子得到稀釋的氣態(tài)有機(jī)材料的狀態(tài)下，用氣體加熱器加熱貯存有要沉積的氣體和有機(jī)材料的至少一個(gè)沉積源罐的步驟；檢查和調(diào)節(jié)稀釋的有機(jī)材料粒子的流動(dòng)，并根據(jù)帶有沉積速率調(diào)節(jié)單元的用于開啟和關(guān)閉稀釋的有機(jī)材料粒子的流動(dòng)的掃描頭和緩沖腔進(jìn)行閘控操作的步驟；將從閘閥和沉積源罐流入的稀釋粒子沉積在沉積腔中的寬面積基材上的步驟；在緩沖腔和沉積腔之間安裝閘閥并防止由掃描頭的熱源引起的寬面積基材中和沉積腔內(nèi)部溫度的增加的步驟；和將當(dāng)掃描頭在緩沖腔中移動(dòng)時(shí)分離出的有機(jī)材料通過安裝用于有機(jī)材料再循環(huán)的輔助加熱爐進(jìn)行收集的步驟。
為達(dá)到上述目的，在有機(jī)半導(dǎo)體設(shè)備的制造方法中，提供寬面積基材的氣相有機(jī)材料的沉積方法，該方法包括步驟(S710)將基材裝入沉積設(shè)備的沉積腔中；步驟(S712)預(yù)熱沉積源罐并在200℃-600℃的溫度下流入高溫氣體；步驟(S714)將高溫氣體和有機(jī)材料粒子在沉積源罐內(nèi)部混合從而形成混合物，并加熱從而產(chǎn)生SGHP(固氣多相)材料；步驟(S716)通過連接管將大量氣相有機(jī)材料SGHP從沉積源罐攜帶到緩沖腔；步驟(S718)使用緩沖腔中的氣相有機(jī)材料傳感器測量氣相有機(jī)材料的流量，并當(dāng)氣相有機(jī)材料的流量達(dá)到設(shè)定量時(shí)開啟緩沖閘閥；步驟(S720)根據(jù)掃描頭的操作沉積氣相有機(jī)材料；步驟(S722)在經(jīng)過設(shè)定的沉積時(shí)間之后，移走掃描頭；和步驟(S724)關(guān)閉緩沖閘閥，并卸載基材。
圖10是解釋根據(jù)本發(fā)明的在圖8系統(tǒng)內(nèi)部能夠攜帶SGHP有機(jī)材料的掃描頭的移動(dòng)方法的視圖；圖11是解釋根據(jù)本發(fā)明的有機(jī)半導(dǎo)體設(shè)備的氣相有機(jī)材料產(chǎn)生方法的視圖；圖12是解釋根據(jù)本發(fā)明的基于圖11的方法產(chǎn)生氣相有機(jī)材料的沉積腔內(nèi)部的沉積方法的視圖；圖13是根據(jù)本發(fā)明的沉積設(shè)備操作的流程圖；圖14是根據(jù)本發(fā)明的稀釋氣體的溫度與沉積量的相對關(guān)系圖；圖15是根據(jù)本發(fā)明的相對于稀釋氣體量的氣相有機(jī)材料的圖；和圖16是在僅加熱沉積源罐而沒有根據(jù)本發(fā)明稀釋氣體的情況下，沉積源罐溫度與沉積量的關(guān)系圖。
<附圖主要組件參考數(shù)字的描述>
10母材料 20有機(jī)材料100沉積腔 110噴霧單元112導(dǎo)板120導(dǎo)軌122導(dǎo)軌支撐板 130保溫加熱器140母材料安裝單元 150真空泵200有機(jī)材料腔 210氣相有機(jī)材料攜帶管220加熱爐 230有機(jī)材料加熱器240載氣入口管 300輔助腔310移動(dòng)軸 312移動(dòng)塊314攜帶單元320密封法蘭322波紋管 700沉積腔701儲(chǔ)氣槽 702MFC(質(zhì)量流量控制器)703氣體加熱器 706加熱器管
707連接管709掃描頭710緩沖腔711閘閥712基材 713沉積腔714沉積源罐 715沉積速率調(diào)節(jié)單元圖2A是說明根據(jù)本發(fā)明的氣相有機(jī)材料沉積設(shè)備的平面圖。
根據(jù)本發(fā)明的氣相有機(jī)材料沉積設(shè)備包括根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的沉積腔，用于加熱有機(jī)材料并將其變?yōu)闅鈶B(tài)的有機(jī)材料腔，和包括有用于驅(qū)動(dòng)噴霧氣相有機(jī)材料的噴霧單元操作的驅(qū)動(dòng)設(shè)備和有機(jī)材料腔的輔助腔。
根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的沉積腔100包括內(nèi)空間，內(nèi)空間與外部分離并具有使得沉積氣相有機(jī)材料的母材料10安裝在該內(nèi)空間底表面中的結(jié)構(gòu)。此外，沉積腔100包括噴霧單元110，其位于母材料10的上部并用于噴霧氣相有機(jī)材料到母材料10的上表面；導(dǎo)軌120，其與噴霧單元110配合并縱向延伸，能與導(dǎo)板(未示出)滑動(dòng)配合，而導(dǎo)板用于導(dǎo)引噴霧單元110的滑動(dòng)移動(dòng)；用于固定支撐導(dǎo)軌120的導(dǎo)軌支撐板122；和至少一個(gè)以上的保溫加熱器130，其用于通過將熱量輻射到外部而使沉積腔100內(nèi)部保持在一定溫度。
有機(jī)材料腔200具有這樣的結(jié)構(gòu)通過對貯存在內(nèi)部的有機(jī)材料進(jìn)行加熱而使有機(jī)材料蒸發(fā)，具有管狀外形，并與氣相有機(jī)材料攜帶管210連接，氣相有機(jī)材料攜帶管通過沉積腔100與噴霧單元110連接，以便攜帶氣相有機(jī)材料到噴霧單元110。
輔助腔300包括移動(dòng)軸130，其在與導(dǎo)軌120平行的方向通過沉積腔100與噴霧單元110配合以便沿導(dǎo)軌120移動(dòng)噴霧單元100；與移動(dòng)軸130配合并根據(jù)與攜帶單元314的配合而在與導(dǎo)軌120平行的方向移動(dòng)的移動(dòng)塊312；和密封法蘭320、波紋管322及有機(jī)材料腔200，它們位于這樣一個(gè)部位，其中氣相有機(jī)材料攜帶管210和移動(dòng)軸130通過沉積腔100，并用于緩沖沉積腔的高真空狀態(tài)與輔助腔300的低真空腔或備用狀態(tài)之間的真空差，和用于分離這些物質(zhì)以便連接上面兩個(gè)腔。
圖2B是根據(jù)本發(fā)明的沿圖2A中A-A線的橫截面圖。
如圖中所示，將保溫加熱器130安裝在沉積腔100內(nèi)部的上面和側(cè)面，用于使沉積腔100內(nèi)的溫度保持恒定。在沉積腔100的底表面中設(shè)置安裝沉積有機(jī)材料的母材料10的母材料安裝部分140。在母材料安裝單元140的上部提供有噴霧單元110，用于噴霧氣相有機(jī)材料。此外，在沉積腔100外表面的下部提供有真空泵150，用于將沉積腔100內(nèi)部變?yōu)楦哒婵諣顟B(tài)。
在輔助腔300內(nèi)的下部提供有有機(jī)材料腔200，用于蒸發(fā)有機(jī)材料。將氣相有機(jī)材料攜帶管210連接到有機(jī)材料腔200的上部，用于從有機(jī)材料腔200攜帶氣相有機(jī)材料到噴霧單元110。在有機(jī)材料腔200和氣相有機(jī)材料攜帶管210之間提供有攜帶單元314，用于控制噴霧單元110的移動(dòng)。此外，輔助腔300用于向有機(jī)材料腔200內(nèi)輸入惰性氣體，在該腔的外部提供流量控制器，用于控制惰性氣體的輸入量。輸入有機(jī)材料腔200的惰性氣體起作為氣相有機(jī)材料的移動(dòng)介質(zhì)的作用。因此，可以精細(xì)控制氣相有機(jī)材料的攜帶量，和均勻分布?xì)庀嘤袡C(jī)材料。
圖2C是沿根據(jù)本發(fā)明圖2A中的B-B線的橫截面圖。
如圖中所示，與噴霧單元110配合的導(dǎo)板112與用于導(dǎo)引噴霧單元110移動(dòng)方向的導(dǎo)軌120滑動(dòng)配合。用于在其中安裝母材料10的母材料安裝單元140包括使用電磁體142的電磁體移動(dòng)設(shè)備，用于實(shí)現(xiàn)水平方向的精細(xì)移動(dòng)。
可以根據(jù)專利“使用電磁體制造電致發(fā)光器件的沉積設(shè)備和使用該設(shè)備的沉積方法(韓國專利申請No.10-2001-0077739)”的技術(shù)實(shí)施用于母材料安裝單元140的電磁體移動(dòng)設(shè)備。因此并不限制該設(shè)備。此外，可以采用常規(guī)移動(dòng)設(shè)備而不使用電磁體移動(dòng)設(shè)備。
根據(jù)導(dǎo)軌120調(diào)節(jié)噴霧單元110的位置，和使用電磁體移動(dòng)設(shè)備調(diào)節(jié)母材料安裝單元140的位置，可以更精確地布置噴霧單元110和母材料10的位置，從而實(shí)現(xiàn)精確有效的有機(jī)材料噴霧操作。
圖2D是說明根據(jù)本發(fā)明圖2B的C部分的有機(jī)材料腔的視圖。
有機(jī)材料腔200由耐熱材料以含有在其中貯存有機(jī)材料的內(nèi)空間的密封形狀形成，包括加熱爐220，加熱爐含有以孔形狀形成以使用于攜帶氣相有機(jī)材料的載氣流入的載氣入口孔222和以孔形狀形成以使有機(jī)材料蒸氣和載氣流出的氣相有機(jī)材料入口孔224；和有機(jī)材料加熱用加熱器230，該加熱器圍繞加熱爐220的外部，用于加熱有機(jī)材料腔的內(nèi)部到蒸發(fā)有機(jī)材料的溫度。
以管子形狀形成并與圖2B的流量控制器400連接的入口管240通過有機(jī)材料腔200與在加熱爐220中形成的載氣入口孔222連接，使得從流量控制器400輸入的惰性氣體流入加熱爐220的內(nèi)部。
此外，以管子形狀形成并與圖2B的噴霧單元110連接的氣相有機(jī)材料攜帶管210通過有機(jī)材料腔200與在加熱爐220中形成的載氣出口孔224連接，使得將由加熱用加熱器230加熱和蒸發(fā)的有機(jī)材料攜帶到用于噴霧氣相有機(jī)材料到母材料的噴霧單元110。
圖3是說明根據(jù)本發(fā)明的氣相有機(jī)材料沉積設(shè)備各種操作類型的視圖。
圖3A是說明根據(jù)本發(fā)明移動(dòng)噴霧單元并噴霧氣相有機(jī)材料的狀態(tài)的橫截面圖。
用于噴霧氣相有機(jī)材料22的噴霧單元的噴霧口可以制成各種形狀，以便均勻地噴霧氣相有機(jī)材料22。圖3A是說明如下狀態(tài)的圖使用噴頭形狀的噴霧單元進(jìn)行沉積操作，噴霧單元含有多個(gè)直徑更小的噴霧口(未示出)。
在將噴霧單元固定到某些位置用于噴霧氣相有機(jī)材料的情況下，存在的問題是氣相有機(jī)材料不均勻地噴霧到母材料上。如圖3A所示，用于噴霧氣相有機(jī)材料22到母材料10上表面的噴霧單元110沿導(dǎo)軌水平移動(dòng)并噴霧氣相有機(jī)材料22，使得氣相有機(jī)材料22均勻地沉積在母材料10的整個(gè)表面上。此時(shí)，沉積在母材料10上的氣相有機(jī)材料22有至少兩種以上的情況下，在氣相有機(jī)材料攜帶管210中提供有混合罐250，用于在將氣相有機(jī)材料攜帶到噴霧單元110之前，均勻地混合不同種類的氣相有機(jī)材料。此外，混合罐250在該罐內(nèi)部包括至少一個(gè)以上的分區(qū)，用于均勻地混合流入混合物罐250內(nèi)的至少兩種以上的氣相有機(jī)材料，混合后流到混合罐250的外部。
圖3B是說明根據(jù)本發(fā)明的如下狀態(tài)的橫截面圖當(dāng)噴霧單元噴霧氣相有機(jī)材料時(shí)，根據(jù)使用電磁體的攜帶方法，其上含有母材料的母材料安裝單元在水平方向上移動(dòng)。
與如圖2A所示當(dāng)噴霧單元110噴霧氣相有機(jī)材料22時(shí)，噴霧單元110水平移動(dòng)的操作相反，如圖3B所示當(dāng)噴霧單元110噴霧氣相有機(jī)材料22時(shí)，含有母材料10的母材料安裝單元140水平移動(dòng)，可以獲得與圖2A相同的效果，即將氣相有機(jī)材料22均勻地沉積在母材料10上表面上。此外，不同于如圖3A所示噴霧單元110由導(dǎo)軌移動(dòng)的操作，其中當(dāng)噴霧單元110噴霧氣相有機(jī)材料22時(shí)，母材料安裝單元140水平移動(dòng)的方法使用攜帶方法，攜帶方法使用電磁體，使得可以精確地控制母材料安裝單元140的移動(dòng)。
圖3C是說明根據(jù)本發(fā)明使用噴霧管將氣相有機(jī)材料沉積到母材料上的狀態(tài)的視圖。
如圖中所示，在使用噴霧管的沉積設(shè)備中，通過用于均勻地混合至少兩種以上氣相有機(jī)材料的混合罐250攜帶入沉積腔100內(nèi)部的氣相有機(jī)材料22由石英、陶瓷或金屬材料形成并且有特定的結(jié)構(gòu)，使得形成的有機(jī)材料通過直徑為3～20mm的噴霧管112沉積到母材料10的上表面上。使用噴霧管112的氣相有機(jī)材料沉積設(shè)備能夠在高速率下形成平的有機(jī)薄膜。
圖3D是說明根據(jù)本發(fā)明當(dāng)噴霧管旋轉(zhuǎn)及向上和向下移動(dòng)時(shí)將氣相有機(jī)材料沉積到母材料上的狀態(tài)的視圖。
如圖3C所示，沉積設(shè)備包括安裝在沉積腔100上部并用于旋轉(zhuǎn)噴霧管112的旋轉(zhuǎn)電機(jī)114，和用于垂直移動(dòng)噴霧管112的垂直移動(dòng)電機(jī)116。在以上構(gòu)造中，噴霧管112旋轉(zhuǎn)及向上和向下移動(dòng)的同時(shí)在母材料10上表面上噴霧氣相有機(jī)材料22。此外，噴霧管112可以具有階梯形的彎曲部分，使得當(dāng)噴霧管由旋轉(zhuǎn)電機(jī)114旋轉(zhuǎn)時(shí)，其噴霧氣相有機(jī)材料22的噴霧管112的一端能以環(huán)形移動(dòng)。
在此實(shí)施方式中，由于通過旋轉(zhuǎn)電機(jī)14和垂直移動(dòng)電機(jī)116可以自由調(diào)節(jié)噴霧管112的位置，圖3C的沉積設(shè)備可以均勻地噴霧氣相有機(jī)材料。
圖4是說明載氣與通過加熱有機(jī)材料獲得的氣相有機(jī)材料混合的過程的圖。
圖4A是說明根據(jù)本發(fā)明在加熱爐的內(nèi)部混合氣相有機(jī)材料和載氣的狀態(tài)的圖。
如圖4A所示，在加熱爐220內(nèi)部將通過有機(jī)材料加熱用加熱器230加熱而蒸發(fā)的有機(jī)材料20與沿入口管240流入的載氣混合，入口管與加熱爐220的內(nèi)部連接。當(dāng)以圖4A的方式將氣相有機(jī)材料和載氣混合時(shí)，由于有機(jī)材料被蒸發(fā)的同時(shí)與載氣混合，可以使混合更加容易和均勻。
圖4B是說明根據(jù)本發(fā)明在加熱爐的外部混合氣相有機(jī)材料和載氣的狀態(tài)的圖。
如圖中所示，以一定的方式構(gòu)造混合設(shè)備使得載氣入口管240與位于氣相有機(jī)材料腔200外部的氣相有機(jī)材料攜帶管210連接。將由氣相有機(jī)材料加熱用加熱器230加熱和蒸發(fā)的氣相有機(jī)材料20沿氣相有機(jī)材料攜帶管210攜帶并與通過與氣相有機(jī)材料攜帶管210連接的載氣入口管240流入的載氣混合。由于這樣構(gòu)造的混合設(shè)備并不含有用于配合載氣入口管240到加熱爐220和有機(jī)材料腔200的附加結(jié)構(gòu)，可以更容易制造該系統(tǒng)。
圖5是說明根據(jù)本發(fā)明的加熱爐和氣相有機(jī)材料出口孔的各種構(gòu)造的圖。
圖5A是說明根據(jù)本發(fā)明的長方體加熱爐的圖，該加熱爐在上端部具有一個(gè)氣相有機(jī)材料出口孔。
如圖中所示，長方體形狀加熱爐220的外表面由用于加熱加熱爐220內(nèi)部的有機(jī)材料的有機(jī)材料加熱用加熱器230圍繞，在該加熱爐上部提供有用于排出氣相有機(jī)材料的氣相有機(jī)材料出口孔222。
圖5B是說明根據(jù)本發(fā)明的長方體加熱爐的圖，該加熱爐在上部具有多個(gè)氣相有機(jī)材料出口孔。
必須排出大量氣相有機(jī)材料用于高速率膜生長，其中在高速率下將氣相有機(jī)材料沉積到母材料上。即，存在的問題是不能通過在加熱爐上部中僅提供一個(gè)氣相有機(jī)材料出口孔222而排出大量氣相有機(jī)材料。為克服以上問題，如圖5B所示，在加熱爐上部提供多個(gè)氣相有機(jī)材料出口孔222圖5C是說明根據(jù)本發(fā)明的圓柱形加熱爐的圖，該加熱爐在上端部具有一個(gè)氣相有機(jī)材料出口孔。
為在加熱爐220內(nèi)部更有效地蒸發(fā)有機(jī)材料，加熱爐220可以制成各種形狀。在以長方體形狀形成加熱爐220的情況下，由于圍繞加熱爐220的有機(jī)材料加熱用加熱器230產(chǎn)生的熱量不均勻地傳遞到加熱爐220的外表面，損失大量熱量。因此，不能精確地調(diào)節(jié)產(chǎn)生的氣相有機(jī)材料量。如圖5C所示，加熱爐220形成圓柱形形狀，使得在有機(jī)材料加熱用加熱器230中產(chǎn)生的熱量均勻地傳遞到加熱爐220的外表面。因此，可以通過改變加熱爐220的構(gòu)造有效地使用在有機(jī)材料加熱加熱器230中產(chǎn)生的熱量和容易地調(diào)節(jié)氣相有機(jī)材料的產(chǎn)量。此外，加熱爐220并不限于長方體和圓柱形形狀。即，加熱爐220可采用多邊六面體和球形形成。
圖5D是說明根據(jù)本發(fā)明的圓柱形加熱爐的圖，該加熱爐在上端部具有多個(gè)氣相有機(jī)材料出口孔。
為從圖5C所示的加熱爐220排出大量氣相有機(jī)材料，可以圖5B相同的方式在加熱爐220上表面上提供多個(gè)氣相有機(jī)材料出口孔。
圖6是說明根據(jù)本發(fā)明的在氣相有機(jī)材料攜帶管外部中的固定溫度加熱器的圖。
當(dāng)將來自加熱爐220的氣相有機(jī)材料通過氣相有機(jī)材料攜帶管210輸送時(shí)，當(dāng)將氣相有機(jī)材料攜帶管210與外部空氣接觸和冷卻時(shí)，也冷卻流入氣相有機(jī)材料攜帶管210的氣相有機(jī)材料。在此情況下，當(dāng)將氣相有機(jī)材料冷卻到低于合適溫度的某些溫度時(shí)，在母材料上的沉積變差。如圖6所示，為克服以上問題，在氣相有機(jī)材料攜帶管210的外部提供有固定溫度加熱器260，該加熱器含有用于產(chǎn)生熱量的加熱絲262，能精確地保持和調(diào)節(jié)加熱溫度。
此外，可以在有機(jī)材料腔220內(nèi)提供固定溫度加熱器260，用于使有機(jī)材料腔200的溫度保持恒定。
<第二實(shí)施方式>
參考圖7描述有機(jī)半導(dǎo)體設(shè)備的制造設(shè)備和該設(shè)備的制造方法，該方法可使用當(dāng)根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式制造有機(jī)半導(dǎo)體時(shí)使用的寬面積基材。
在圖7的有機(jī)半導(dǎo)體系統(tǒng)中，本發(fā)明第二實(shí)施方式的寬面積基材的氣相有機(jī)材料沉積設(shè)備700包括用于在其中儲(chǔ)備惰性氣體的儲(chǔ)氣槽701；安裝在儲(chǔ)氣槽701和MFC(質(zhì)量流量控制器)702之間，用于加熱惰性氣體的氣體加熱器703；安裝在加熱器管706內(nèi)部的連接管707；至少一個(gè)沉積源罐714，沉積源罐內(nèi)具有沉積的氣體和有機(jī)材料；含有用于檢查和調(diào)節(jié)沉積氣體流動(dòng)的沉積速率調(diào)節(jié)單元715的掃描頭709；緩沖腔711；用于閘控沉積氣體流動(dòng)并開啟和關(guān)閉沉積氣體的閘閥711；和用于將從至少一個(gè)沉積源罐714流入的氣體沉積到寬面積基材712的沉積腔713。
如圖7所示，儲(chǔ)氣槽701可貯存惰性氣體如Ar，He，N2等和氧氣，用于常規(guī)CVD和非爆炸性的各種氣體。調(diào)節(jié)氣體量，氣體通過MFC702流入熱沉積源罐714的內(nèi)部。將流入的該氣體使用氣體加熱器703加熱到200～600℃的高溫，然后流入熱源內(nèi)部。
在本發(fā)明中，將有機(jī)材料粒子和高溫氣體共存的狀態(tài)，即固體和氣體的非均勻狀態(tài)假定為固氣多相(SGHP)；將稀釋狀態(tài)的材料假定為SGHP的材料。此外，在沉積源罐714內(nèi)部的有機(jī)材料，例如，有機(jī)材料由某些材料如Alq3稀釋并存在于沉積源罐714的內(nèi)部。惰性SGHP的材料由沉積源罐714中的熱源加熱，沉積源罐714內(nèi)部的SGHP由通常的電流效應(yīng)加熱，用于產(chǎn)生大量氣相有機(jī)材料。此外，使用在沉積腔713和沉積源罐714之間的壓差，通過有機(jī)半導(dǎo)體沉積腔713的連接管707，將有機(jī)半導(dǎo)體的SGHP材料輸入沉積腔713的內(nèi)部。在以上過程中，將連接管707加熱到高溫用于防止氣相有機(jī)材料在連接管707內(nèi)部積累。特別地，當(dāng)使用Alq3時(shí)，優(yōu)選將它加熱到320℃。在以上加熱工藝中，為防止連接管707的熱損失，形成雙管用于保持恒定的溫度梯度。此外，保持連接管707中的真空狀態(tài)，以保持連接管707的溫度。此外，在向下類型的方法中，由于可以通過改進(jìn)能夠貯存大量材料的沉積源罐而消除由于掩模的陰影，可以使用厚的蔭罩。即，可以通過降低蔭罩排列部分的排列誤差而實(shí)現(xiàn)長時(shí)間工藝。
將通過連接管707輸入掃描頭709的氣相有機(jī)材料沉積到基材712的上部。此時(shí)，根據(jù)與連接管707相同的方法使用電阻或熱源加熱掃描頭709用于防止氣相有機(jī)材料沉積。此外，在掃描頭709中基材中不進(jìn)行沉積工藝的情況下，掃描頭709移動(dòng)到緩沖腔710。此外，完全分離緩沖腔710和沉積腔713，以防止在基材中掃描頭709的熱源更寬和在沉積腔713內(nèi)部的溫度增加。
當(dāng)掃描頭709位于緩沖腔710中時(shí)，使用緩沖腔710內(nèi)的監(jiān)視器的晶體傳感器715調(diào)節(jié)和穩(wěn)定從掃描頭709噴霧的氣相有機(jī)材料的量。實(shí)際上，厚度測量系統(tǒng)并不存在于沉積腔內(nèi)。根據(jù)處理時(shí)間進(jìn)行處理過程中厚度的調(diào)節(jié)。
圖8是說明多個(gè)沉積源罐和掃描頭的視圖，掃描頭能夠有效處理圖7系統(tǒng)內(nèi)部的SGHP有機(jī)材料。
如圖中所示，第一，第二和第三沉積源罐741，742和743通過與罐和第一，第二和第三掃描頭791，792和793連接的第一，第二和第三連接管771，772和773提供大量有機(jī)材料。此外，在緩沖腔中，以一定的方式提供輔助加熱爐745使得當(dāng)掃描頭移動(dòng)時(shí)，收集和再循環(huán)有機(jī)材料。
圖9是根據(jù)本發(fā)明的在沉積腔內(nèi)部能夠攜帶SGHP有機(jī)材料的掃描頭的操作方法的視圖。
如圖中所示，在使用根據(jù)本發(fā)明掃描頭709的沉積方法中，氣相有機(jī)材料自身由HIVAC泵714的層流泵送操作進(jìn)行和在由箭頭L，L’，L”和L指示的方向移動(dòng)。因此，根據(jù)閘閥71的開啟和關(guān)閉操作進(jìn)行沉積。由于在基材的下部提供泵送口732，穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)氣相有機(jī)材料的流動(dòng)，使得可以實(shí)現(xiàn)在寬面積基材上沉積的有機(jī)材料薄膜的均勻厚度。因此，由于在L，L’，L”和L箭頭方向中的沉積中沒有任何損失，可以顯著地增加材料的效率。
圖10是在圖8系統(tǒng)內(nèi)部能夠攜帶SGHP有機(jī)材料的掃描頭的移動(dòng)方法的視圖。使用電機(jī)717使得柱塞桿718在恒定速度下在P和P’之間往復(fù)而實(shí)現(xiàn)圖10沉積工藝中掃描頭709的縱向移動(dòng)。根據(jù)基材的尺寸確定使用電機(jī)717的掃描頭719長度和掃描頭719縱向移動(dòng)長度。此外，掃描頭通過流量調(diào)節(jié)單元716調(diào)節(jié)氣相有機(jī)材料的產(chǎn)量。
圖11是解釋根據(jù)本發(fā)明有機(jī)半導(dǎo)體設(shè)備的氣相有機(jī)材料產(chǎn)生方法的圖。
如圖中所示，提供了沉積源罐714，外部熱源加熱器701，沉積源罐714中的有機(jī)材料粒子752，沉積源罐714中的高溫氣體753，貯存在沉積源罐714內(nèi)部的有機(jī)材料和氣體輸入管755。在根據(jù)本發(fā)明有機(jī)半導(dǎo)體設(shè)備的氣相有機(jī)材料產(chǎn)生方法中，當(dāng)產(chǎn)生氣相有機(jī)材料時(shí)，由于用于有機(jī)半導(dǎo)體的材料熱導(dǎo)率較低，當(dāng)使用通常電池類型熱源時(shí)，有機(jī)材料的蒸發(fā)困難，并且由于熱量集中于某些部分，沉積源罐714中的有機(jī)材料可能劣化。
如圖11所示，通過氣體入口管755將高溫氣體噴入沉積源罐714，在有機(jī)材料本身，在沉積源罐714內(nèi)部稀釋氣體和有機(jī)材料。因此，有機(jī)材料粒子752和高溫氣體753在沉積源罐714中共存。此外，使用在沉積源罐714外部的熱源加熱器751增加沉積源罐714的溫度。
在基于對流法的加熱部分中的處于共存狀態(tài)的稀釋部分使用熱傳導(dǎo)，從而產(chǎn)生大量的有機(jī)材料。此外，可以在與現(xiàn)有方法相比更低的熱源外部溫度下產(chǎn)生大量的氣相有機(jī)材料。
圖12是說明根據(jù)本發(fā)明的基于圖11的方法產(chǎn)生氣相有機(jī)材料的沉積腔內(nèi)部的沉積方法的視圖。描述圖12氣相有機(jī)材料的沉積和攜帶方法。如上所述，可以在沉積源罐714內(nèi)部產(chǎn)生大量氣相有機(jī)材料。因此，在沉積腔713內(nèi)部真空壓力和沉積源罐714內(nèi)部真空壓力的差異大于100倍。例如，如果系統(tǒng)的真空度為10-4托，使得沉積源罐714的壓力是10-1托以形成一定的壓差，可以在沉積源罐714內(nèi)部的沉積腔中誘增氣相有機(jī)材料。此外，將連接管加熱到高溫以使氣相有機(jī)材料不沉積。在圖12的沉積腔中，描述包括掃描頭761和基材762的掃描方法。將由圖12掃描方法誘導(dǎo)的氣相有機(jī)材料實(shí)際沉積到基材上。然而，氣相有機(jī)材料并不同時(shí)沉積在寬面積基材上。如圖12所示，如同在基材某些部分上進(jìn)行沉積那樣進(jìn)行在寬面積基材上的沉積過程，根據(jù)掃描頭709的移動(dòng)在恒定速度下移動(dòng)掃描頭709。
圖13是操作沉積設(shè)備的流程圖。在沉積設(shè)備中，將基材712裝入沉積腔710中(S710)。預(yù)熱沉積源罐714，并將200℃-600℃的高溫氣體輸入沉積源罐714(S712)。此外，將沉積源罐714內(nèi)部的高溫氣體和有機(jī)材料粒子混合，以形成混合物。當(dāng)增加沉積源罐714的溫度時(shí)，產(chǎn)生SGHP材料(S714)。通過連接管707將產(chǎn)生的大量SGHP材料從沉積源罐714攜帶到緩沖腔710(S716)。在此時(shí)，在緩沖腔710中，使用氣相有機(jī)材料傳感器測量氣相有機(jī)材料的流量。當(dāng)氣相有機(jī)材料的流量達(dá)到設(shè)定量時(shí)，開啟緩沖閘閥(S718)。根據(jù)掃描頭709的操作進(jìn)行氣相有機(jī)材料的沉積工藝(S720)。在經(jīng)過設(shè)定的沉積時(shí)間之后，移動(dòng)掃描頭709(S722)，關(guān)閉緩沖閘閥711，卸載基材(S724)。
下面根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果描述根據(jù)本發(fā)明的寬面積基材的氣相有機(jī)材料沉積設(shè)備和方法。
根據(jù)使用圖13設(shè)備的試驗(yàn)，根據(jù)如下條件描述圖7，10，15和16使用的材料Alq3；基材尺寸370×470mm；使用的氣體Ar(340℃)；沉積源罐溫度300℃；沉積源罐均勻性±5％。
圖14是根據(jù)本發(fā)明的稀釋氣體的溫度與沉積量的相對關(guān)系圖；圖15是根據(jù)本發(fā)明的相對于稀釋氣體量的氣相有機(jī)材料的圖；圖16是在僅加熱沉積源罐而沒有根據(jù)本發(fā)明稀釋氣體的情況下，沉積源罐溫度與沉積量的關(guān)系圖。
如圖14所示，檢查出稀釋氣體的溫度對沉積量沒有任何影響。如圖15所示，當(dāng)稀釋氣體的量增加時(shí)，沉積源罐714內(nèi)部SGHP的量增加，氣態(tài)有機(jī)材料的量隨著沉積源罐714的熱量增加而增加，從而增加通過掃描頭709產(chǎn)生的氣相有機(jī)材料的量。此外，如圖16所示，在加熱沉積源罐714自身的情況下，檢查表明有少量氣態(tài)有機(jī)材料產(chǎn)生。
換言之，如圖13，14，15和16所示，在沒有稀釋氣體的情況下，相比于常規(guī)沉積源罐714的方法，其中氣相有機(jī)材料的產(chǎn)生量較小，隨著稀釋氣體的輸入，使沉積源罐714內(nèi)部的SGHP的量增加。此外，根據(jù)常規(guī)的電流原理，在沉積源罐714內(nèi)部SGHP將產(chǎn)生大量氣相有機(jī)材料。
因此，由于使用閘閥711完全分隔緩沖腔710和沉積腔713，可以防止基材中，其中掃描頭709的熱源更寬，和沉積腔713內(nèi)部的溫度增加。此外，增加有機(jī)薄膜相對于基材的粘合力，可以精確和穩(wěn)定地調(diào)節(jié)厚度到通常厚度?？梢再A存大量材料。
如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的氣相有機(jī)材料沉積方法和使用該方法的氣相有機(jī)材料沉積設(shè)備中，可以均勻地在寬面積基材上沉積氣相有機(jī)材料和快速生長膜。此外，可以實(shí)現(xiàn)有機(jī)材料混合量的精細(xì)調(diào)節(jié)。此外，由于僅將氣相有機(jī)材料噴霧到其上沉積氣相有機(jī)材料的部分上，可以有效地沉積氣相有機(jī)材料?？梢栽诒景l(fā)明中節(jié)省有機(jī)材料。
此外，在根據(jù)本發(fā)明的氣相有機(jī)材料沉積方法和使用該方法的氣相有機(jī)材料沉積設(shè)備中，可以通過在沉積源罐內(nèi)部稀釋有機(jī)材料粒子增加有機(jī)薄膜相對于基材的粘合力。此外，通過使用閘閥完全分隔緩沖腔和沉積腔和連續(xù)移動(dòng)掃描頭的小側(cè)熱源，可以防止熱源寬面積基材中由于掃描頭的原因和沉積腔內(nèi)的溫度增加。此外，在本發(fā)明中，由于可以在向下方法中通過采用能夠貯存大量材料的沉積源罐，消除罩的陰影效應(yīng)，可以使用厚的蔭罩。即，可以克服蔭罩排列部分的問題。
由于本發(fā)明可以在幾種形式中實(shí)施而不背離其精神或必須特征，也應(yīng)當(dāng)理解除非另外說明，上述實(shí)施例并不由以上描述的任何詳細(xì)情況所限制，而應(yīng)當(dāng)由所附權(quán)利要求確定的精神和范圍內(nèi)廣泛地解釋，因此落入權(quán)利要求集合和范圍內(nèi)的所有改變和改進(jìn)，或該集合和范圍的同等物也由所附權(quán)利要求所包括。
權(quán)利要求
1.一種氣相有機(jī)材料沉積設(shè)備，包括沉積腔，該沉積腔具有與外部分離的內(nèi)部空間，在內(nèi)部空間底表面中形成的用于安裝沉積氣相有機(jī)材料的母材料的母材料安裝部分，位于母材料安裝部分上部分并用于在母材料安裝部分方向上噴霧氣相有機(jī)材料的噴霧單元，和至少一個(gè)以上的向上壁表面和側(cè)壁表面輻射熱量的保溫加熱器；至少一個(gè)以上的有機(jī)材料腔，該有機(jī)材料腔具有至少一個(gè)以上的以孔形狀形成的載氣入口孔，攜帶氣相有機(jī)材料的載氣通過該入口孔流入；至少一個(gè)以上的以孔形狀形成的氣相有機(jī)材料出口孔，通過該出口孔排出有機(jī)材料蒸氣和載氣；由耐熱材料形成并具有用于貯存有機(jī)材料的內(nèi)部空間的加熱爐；以及有機(jī)材料加熱用加熱器，該加熱器圍繞加熱爐的外周圍部分并將加熱爐的內(nèi)部加熱到有機(jī)材料蒸發(fā)所需的溫度；流量控制器，其與載氣入口孔連接并控制流入有機(jī)材料腔內(nèi)部的載氣量和流速；氣相有機(jī)材料攜帶管，其以通過沉積腔和有機(jī)材料腔的形式形成并以管子形狀形成，使得有機(jī)材料腔中的氣相有機(jī)材料被攜帶到噴霧單元；和用于降低沉積腔內(nèi)部壓力的真空泵。
2.如權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述沉積腔在氣相有機(jī)材料攜帶管的縱向方向在裝有噴霧單元的部分中包括至少一個(gè)以上的導(dǎo)軌；所述噴霧單元包括在與導(dǎo)軌接觸的部分可與導(dǎo)軌一起滑動(dòng)的導(dǎo)板。
3.如權(quán)利要求1或2的設(shè)備，其中所述沉積腔包括用于旋轉(zhuǎn)噴霧單元的旋轉(zhuǎn)電機(jī)和用于在向上和向下方向移動(dòng)噴霧單元的移動(dòng)電機(jī)。
4.如權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述氣相有機(jī)材料攜帶管包括固定溫度加熱器，該加熱器具有用于產(chǎn)生熱量的熱絲和用于精確保持加熱溫度的固定溫度熱量輻射裝置系統(tǒng)。
5.如權(quán)利要求1或4的設(shè)備，其中所述氣相有機(jī)材料攜帶管包括與至少兩個(gè)以上有機(jī)材料腔連接的用于混合至少兩種以上氣相有機(jī)材料的混合罐。
6.如權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述噴霧單元由具有多個(gè)小直徑噴霧部分的噴霧氣相有機(jī)材料的噴頭實(shí)現(xiàn)，或者由噴霧部分以管形狀形成的噴霧管實(shí)現(xiàn)。
7.如權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述加熱爐以選自多邊形、圓柱形或球形的特定形狀形成，其內(nèi)部與外部分離。
8.一種氣相有機(jī)材料沉積方法，包括如下步驟第一步驟與包括有有機(jī)材料的有機(jī)材料腔的外表面接觸的加熱用加熱器輻射熱量并將有機(jī)材料加熱至高于蒸發(fā)溫度的溫度；第二步驟通過由輻射熱量的固定溫度加熱器圍繞的氣相有機(jī)材料攜帶管，將由加熱用加熱器蒸發(fā)的氣相有機(jī)材料攜帶到沉積腔的噴霧單元，其中沉積腔中布置有沉積氣相有機(jī)材料的母材料；和第三步驟將攜帶到噴霧單元的氣相有機(jī)材料在重力方向從放置在母材料安裝部分上部中的母材料上部噴霧，并沉積在母材料上表面上。
9.如權(quán)利要求8的方法，其中所述第三步驟的所述噴霧單元在氣相有機(jī)材料攜帶管的縱向方向水平移動(dòng)和/或旋轉(zhuǎn)。
10.如權(quán)利要求8或9的方法，其中所述第三步驟的所述母材料安裝部分在有機(jī)材料腔的底表面中水平移動(dòng)。
11.寬面積基材的氣相有機(jī)材料沉積設(shè)備，包括氣體加熱器，用于通過調(diào)節(jié)其中含有惰性氣體的儲(chǔ)氣槽和MFC(質(zhì)量流量控制器)而加熱惰性氣體；纏繞在連接管外部的用于保持溫度的加熱器管；至少一個(gè)沉積源罐，該沉積源罐用于貯存要沉積的氣體和有機(jī)材料，并在稀釋這些物質(zhì)從而產(chǎn)生氣態(tài)的稀釋的有機(jī)材料的狀態(tài)下由氣體加熱器加熱高溫氣體和有機(jī)材料粒子；掃描頭和緩沖腔，它們具有用于檢查和調(diào)節(jié)稀釋的有機(jī)材料粒子的移動(dòng)的沉積速率調(diào)節(jié)單元；閘閥，用于實(shí)現(xiàn)閘控操作從而開啟和關(guān)閉稀釋的有機(jī)材料粒子的流動(dòng)；和沉積腔，用于將從沉積源罐流入的稀釋粒子沉積到寬面積基材上；其中，氣體加熱器加熱氣體以使沉積源罐調(diào)節(jié)氣體的量并將熱源流入到氣體中；閘閥安裝在緩沖腔和沉積腔之間，從而防止由掃描頭熱源引起的在寬面積基材中和在沉積腔內(nèi)部的溫度增加。
12.如權(quán)利要求11的設(shè)備，其中所述沉積源罐貯存Ar，He，N2和氧氣作為貯存在其中的非爆炸性惰性氣體。
13.如權(quán)利要求11的設(shè)備，其中提供至少一個(gè)以上的所述掃描頭用于同時(shí)沉積至少兩種以上的材料。
14.如權(quán)利要求11或12的設(shè)備，其中加熱器氣體的溫度保持在200℃-800℃。
15.如權(quán)利要求11的設(shè)備，其中所述緩沖腔包括熱源切斷腔，并進(jìn)一步包括輔助加熱爐，用于按照當(dāng)移動(dòng)掃描頭時(shí)再循環(huán)分離的有機(jī)材料的方式循環(huán)有機(jī)材料。
16.寬面積基材的氣相有機(jī)材料沉積方法，包括如下步驟使用根據(jù)氣體量調(diào)節(jié)并且熱源插入到內(nèi)部的氣體加熱器，將從沉積源罐流入的根據(jù)其中貯存有惰性氣體的儲(chǔ)氣槽和MFC(質(zhì)量流量控制器)而調(diào)節(jié)的惰性氣體加熱的第一步驟；通過纏繞在連接管外部的加熱器管保持溫度的步驟；在稀釋高溫氣體和有機(jī)材料粒子得到稀釋的氣態(tài)有機(jī)材料的狀態(tài)下，用氣體加熱器加熱貯存有要沉積的氣體和有機(jī)材料的至少一個(gè)沉積源罐的步驟；檢查和調(diào)節(jié)稀釋的有機(jī)材料粒子的流動(dòng)，并根據(jù)帶有沉積速率調(diào)節(jié)單元的用于開啟和關(guān)閉稀釋的有機(jī)材料粒子的流動(dòng)的掃描頭和緩沖腔進(jìn)行閘控操作的步驟；將從閘閥和沉積源罐流入的稀釋粒子沉積在沉積腔中的寬面積基材上的步驟；在緩沖腔和沉積腔之間安裝閘閥并防止由掃描頭的熱源引起的寬面積基材中和沉積腔內(nèi)部溫度的增加的步驟；和將當(dāng)掃描頭在緩沖腔中移動(dòng)時(shí)分離出的有機(jī)材料通過安裝用于有機(jī)材料再循環(huán)的輔助加熱爐進(jìn)行收集的步驟。
17.如權(quán)利要求16的方法，其中所述沉積源罐含有Ar，He，N2和氧氣作為輸入其中的非爆炸性惰性氣體。
18.如權(quán)利要求16的方法，其中在所述沉積源罐中產(chǎn)生的氣相有機(jī)材料中，與沉積腔內(nèi)部的壓差為100-10000倍。
19.如權(quán)利要求16的方法，其中所述閘控操作步驟進(jìn)一步包括將輸入沉積源罐內(nèi)部的至少兩種以上的有機(jī)材料混合的步驟。
20.如權(quán)利要求16的方法，其中所述閘控操作步驟進(jìn)一步包括通過處理時(shí)間調(diào)節(jié)有機(jī)半導(dǎo)體制造系統(tǒng)內(nèi)部的厚度的步驟。
21.如權(quán)利要求16或17的方法，其中加熱器氣體的溫度保持在200℃-800℃。
22.有機(jī)半導(dǎo)體設(shè)備制造方法中的寬面積基材的氣相有機(jī)材料沉積方法，包括如下步驟步驟(S710)將基材裝入沉積設(shè)備的沉積腔中；步驟(S712)預(yù)熱沉積源罐并在200℃-600℃的溫度下流入高溫氣體；步驟(S714)將高溫氣體和有機(jī)材料粒子在沉積源罐內(nèi)部混合從而形成混合物，并加熱從而產(chǎn)生SGHP(固氣多相)材料；步驟(S716)通過連接管將大量氣相有機(jī)材料SGHP從沉積源罐攜帶到緩沖腔；步驟(S718)使用緩沖腔中的氣相有機(jī)材料傳感器測量氣相有機(jī)材料的流量，并當(dāng)氣相有機(jī)材料的流量達(dá)到設(shè)定量時(shí)開啟緩沖閘閥；步驟(S720)根據(jù)掃描頭的操作沉積氣相有機(jī)材料；步驟(S722)在經(jīng)過設(shè)定的沉積時(shí)間之后，移走掃描頭；和步驟(S724)關(guān)閉緩沖閘閥，并卸載基材。
全文摘要
本發(fā)明涉及氣相有機(jī)材料沉積方法和使用該方法的氣相有機(jī)材料沉積設(shè)備，該設(shè)備可以通過如下方式在更寬基材上均勻地快速生長薄膜使用安裝在該設(shè)備上側(cè)的噴霧單元在重力方向噴霧氣相有機(jī)材料和通過使用稀釋氣體作為沉積材料和連續(xù)攜帶少量熱源到掃描頭而精確和穩(wěn)定地調(diào)節(jié)有機(jī)薄膜更寬基材的厚度。
文檔編號(hào)C23C16/448GK1450610SQ0312156
公開日2003年10月22日 申請日期2003年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月1日
發(fā)明者金東秀, 裴京彬, 崔東權(quán) 申請人:高級(jí)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)公司