用于柔性基底的非同構(gòu)層的沉積的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關申請的交叉引用
[0002] 本申請要求2013年12月9日提交的美國臨時專利申請第61/913, 686號和2014 年12月5日提交的美國實用新型專利申請第14/561，513的權(quán)益，其全部內(nèi)容通過引用合 并到本文中。
技術領域
[0003] 本公開內(nèi)容涉及在基底上沉積非同構(gòu)材料的多個層（"多層"）用于封裝。
【背景技術】
[0004] 在各種電子器件（例如，有機發(fā)光二極管（OLED)器件以及其他顯示器件）中采用 柔性基底。這樣的器件包括在其上布置有器件、有機層和無機層的多個層的柔性基底?？梢?形成有機和/或無機層的一個或更多個層以圍繞器件或其他層，以防止環(huán)境物質(zhì)接觸器件 或其他有源部件。通過防止與環(huán)境物質(zhì)接觸，能夠制造具有良好操作特性和長保質(zhì)期的結(jié) 構(gòu)。環(huán)境物質(zhì)可以包括氧化劑（例如，水、氧、二氧化碳）和還原劑（例如，氫或一氧化碳）。
[0005] 可以將柔性顯示器件一次或多次彎曲成不同形狀。因為柔性基底和形成在基底上 的材料被彎曲，所以柔性基底和基底上的材料經(jīng)受應力。增加的應力可以導致在柔性基底 中或在形成在柔性基底上的材料中產(chǎn)生裂紋。這樣的裂紋可以蔓延并且導致柔性基底或形 成在其上的器件經(jīng)受壽命縮短和性能劣化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明涉及一種在基底上沉積多個非同構(gòu)層的方法以及通過該方法制造的產(chǎn)品。 通過將金屬原子吸附到基底來在基底上沉積無機層。將基底上的無機層暴露于含烴源前體 來沉積第一含烴層，該第一含烴層通過將含烴源前體吸附到無機層而沉積到無機層上。該 過程可以重復以利用通過吸附機制形成在無機層與含烴層之間的共價鍵來在基底上形成 多個無機層和多個第一含烴層。為了沉積無機層，可以將基底暴露于含金屬源前體以將金 屬原子（例如，鋁、鋯、錫、鈦和鎳）吸附到基底上，并且可以將基底暴露于反應物前體?？?以通過重復這些步驟來沉積多個無機層。
[0007] 在一些實施方案中，將基底上的第一含烴層暴露于反應物前體以增加基底上的第 一含烴層的沉積速率或者以增加前體的反應性；以及在重復用于沉積無機層的過程之前在 基底上的第一含烴層上沉積第二含烴層。為了沉積第二含烴層，將第一含烴層暴露于含烴 源前體，以及將基底暴露于反應物前體以增加含烴源前體的反應性，或者以增加吸附位點 的數(shù)量。可以通過重復這些步驟來沉積多個第二含烴層。
[0008] 在一些實施方案中，通過將基底暴露于不同含烴源前體來沉積第一含烴層和第二 含烴層。在一些實施方案中，以第一沉積速率沉積第一含烴層并且以大于第一沉積速率的 第二沉積速率來沉積第二含烴層。
[0009] 在一些實施方案中，所沉積的第一含烴層經(jīng)受拉應力和壓應力中之一，并且所沉 積的無機層經(jīng)受拉應力和壓應力中的另一者。在一些實施方案中，無機層具有第一厚度， 第一含烴層和第二含烴層總共具有第二厚度，并且第一厚度與第二厚度的比率在67:33與 40:60之間。在一些實施方案中，第一厚度與第二厚度的比率小于87:13。在一些實施方案 中，第一含烴層與第二含烴層相比具有較低烴含量。
[0010] 在一些實施方案中，第一含徑層和/或第二含徑層包括金屬氧燒（metalcone)、含 烴陶瓷和含烴陶瓷氧化物中的至少之一。在一些實施方案中，含烴源前體包括硅烷偶聯(lián)劑 和含硅前體中的至少之一。在一些實施方案中，反應物前體包括從氧化劑或還原劑產(chǎn)生的 自由基。
【附圖說明】
[0011] 圖1是形成在基底上的常規(guī)同構(gòu)多層的橫截面圖。
[0012] 圖2A至圖2C是根據(jù)多個實施方案的形成在基底上的非同構(gòu)多層的橫截面圖。
[0013] 圖3是示出了根據(jù)一個實施方案的在基底上形成非同構(gòu)多層的整個工藝的流程 圖。
[0014] 圖4是示出了根據(jù)一個實施方案的在基底上沉積無機層的流程圖。
[0015] 圖5是示出了根據(jù)一個實施方案的在基底上沉積含烴層的流程圖。
[0016] 圖6是示出了根據(jù)一個實施方案的在移動基底上方布置一系列反應器以在基底 上注射前體的概念圖。
[0017] 圖7A至圖7D是根據(jù)多個實施方案的在基底上的多種形式的非同構(gòu)多層的橫截面 圖。
【具體實施方式】
[0018] 在本文中參考附圖對實施方案進行描述。然而，在本文中公開的原理可以以大量 不同形式實施并且不應該理解為限于本文中所陳述的實施方案。在說明書中，可以省略公 知的特征和技術的細節(jié)以避免不必要地使實施方案的特征不清楚。
[0019] 在附圖中，附圖中相同的附圖標記表示相同的元件。為了清楚起見，附圖中的形 狀、尺寸和區(qū)域等可以被放大。
[0020] 實施方案涉及通過使用原子層沉積（ALD)或分子層沉積（MLD)來在基底上形成材 料的非同構(gòu)層。非同構(gòu)層包括一個或更多個無機材料（例如，Al 2O3)層以及一個或更多個 含烴材料層。含烴材料層可以布置在無機材料層之間以起到具有短程有序的聚合物網(wǎng)絡的 阻擋層的作用，以吸收位錯運動并且防止脆性無機材料中的裂紋的生長。在包括無機材料 與含烴材料的界面的層之間的鍵為共價鍵。無機材料和含烴材料可以堆疊以形成期望厚度 的封裝層?？梢赃x擇無機材料和含烴材料的相關厚度以降低通過非同構(gòu)層施加在基底上的 應力。
[0021] 非同構(gòu)層是指具有如下的多個層的層：該多個層具有不同結(jié)構(gòu)和不同物理性質(zhì) (例如，楊氏模量），特別地，相鄰的層具有不同結(jié)構(gòu)。例如，無機層具有晶體結(jié)構(gòu)，而相鄰含 烴層具有無定形結(jié)構(gòu)或者基于具有不同于無機層的晶格的楊氏模量的晶格的晶體結(jié)構(gòu)。
[0022] 圖1是形成在基底120上的常規(guī)同構(gòu)多層130的橫截面圖。同構(gòu)多層130包括具 有拉應力的第一無機材料136和具有拉應力的第二無機材料134的交替層。例如，第一無機 材料136為Al2O3膜，并且第二無機材料134為SiO^ ZrO2，其均通過使用原子層沉積（ALD) 工藝來沉積。使用兩種不同類型的拉應力無機材料的交替層可以通過消除（decoupling) 針孔或缺陷的生長來減少針孔或缺陷的數(shù)量，因此，提高了與單一類型無機材料相關的阻 擋性能。然而，這些無機材料層與無機材料的單層在物理性能和機械性能方面相似，而且無 法防止位錯運動，這是因為這些無機層是脆性且受拉應力的膜。無機層的脆性以及缺乏用 于阻擋位錯運動的阻擋物二者可以在基底120和多層130彎曲時超過材料的屈服應力并且 促進裂紋的形成和蔓延。
[0023] 非同構(gòu)多層
[0024] 圖2A是根據(jù)一種實施方案的形成在基底120上的非同構(gòu)多層252的橫截面圖。非 同構(gòu)多層252包括無機材料的一個或更多個無機層250、第一含烴材料的一個或更多個層 226、以及第二含烴材料的一個或更多個層230。第一含烴層226形成在第二含烴層230之 下。第一含烴層226和第二含烴層230共同地形成阻擋層242以防止裂紋通過無機材料層 250蔓延。
[0025] 無機材料使得能夠使用ALD工藝在基底120上堆疊含徑材料層。無機材料可以 是陶瓷（例如，氧化鋁Al 2O3、二氧化硅SiO2、氮化硅Si3N4、氧氮化硅SiO xNy、二氧化鈦Ti02、 二氧化鋯ZrO2、氧化錫SnOjP氧化鎳NiO)。為了沉積含烴材料層的導電堆疊層，無機材料 可以是導電氧化物（例如，銦錫氧化物（In, Sn)0x、氧化釕RuO2、氧化銥Ir2O3、和鈣鈦礦氧化 物，如RuSrO 3)、過渡金屬氮化物（例如，氮化鈦TiN、氮化鉭TaN或氮化鎳NiN)或石墨稀。 通常，無機材料基本上不含烴。無機材料或用于沉積無機材料的前體還可以起到用于增加 含烴材料的沉積速率的催化劑的作用。
[0026] 含烴材料與無機材料相比具有不同結(jié)構(gòu)和不同位錯滑移系統(tǒng)。在一種實施方案 中，第一含烴材料層和第二含烴材料層可以為相同材料。含烴材料可以為：例如，含烴陶 瓷或含烴陶瓷氧化物（例如，含烴氧化硅SiOCH、含烴氧化鈦TiOCH、含烴氧化鋯ZrOCH)、 含烴陶瓷碳化物（例如，含烴碳化硅SiCH、SiCNH)、含烴陶瓷氮化物（例如，含烴氮化硅 S