CN100517799C - 制造有机发光器件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种利用等离子体沉积和/或热沉积制造有机发光器件的方法。通过第一自由基与第二自由基反应来形成绝缘层。第一自由基通过使第一气体穿过等离子体产生区域和加热体来形成，第二自由基通过使第二气体穿过加热体来形成。该方法通过基本分解源气体改善了所得绝缘层的特点并提高了源气体的使用效率。绝缘层可为形成在有机发光器件上的钝化层。该方法使用等离子体装置如感应耦合等离子体化学气相沉积(ICP-CVD)装置或等离子体增强化学气相沉积(PECVD)装置。

Description

制造有机发光器件的方法
本申请要求于2005年4月6日在韩国知识产权局提交的第10-2005-28609号韩国专利申请的优先权和利益，该申请的全部内容通过引用包含于此。
技术领域
本发明涉及一种制造有机发光器件的方法。更具体地讲，本发明涉及一种制造有机发光器件的方法，在该方法中混合化学气相沉积装置利用等离子体和/或热在基底上形成绝缘钝化层，有机发光器件形成在所述基底上。
背景技术
等离子体气氛广泛地用在与薄膜相关的领域如化学气相沉积工艺、蚀刻工艺和表面处理工艺中，因为等离子体气氛能提高这些工艺的反应效率并能够使这些工艺在良好的条件下进行。
可以根据等离子体的用途使用各种形成等离子体的方法。因此，正积极开发各种等离子体形成装置。近来，能够提高工艺效率的高密度等离子体处理装置已经用在了半导体制造工艺中。这种高密度等离子体处理装置可包括：电子回旋共振(ECR)等离子体处理装置，该装置使用共振频率的微波源；螺旋(helicon)等离子体处理装置，该装置使用螺旋波或回旋(whistler)波；感应耦合等离子体处理装置，该装置使用高温、低压等离子体；等。
图1是采用感应耦合等离子体处理装置和化学气相沉积装置的感应耦合等离子体化学气相沉积(ICP-CVD)装置的剖视图。
参照图1，ICP-CVD装置包括由绝缘材料形成并能保持真空的室101和用于产生感应耦合等离子体的位于室101的上端上的天线102。天线102连接到第一电源103。
用于将气体104注入到室101中的气体注入口105位于天线102的下方。气体注入口105通常包括喷头，该喷头用于将气体104均匀地供应给通过天线102形成的等离子体。
卡盘107位于室101中，该卡盘107用于安装将被ICP-CVD装置处理的基底106。卡盘107可用于加热、冷却基底106，或者将基底106固定到室101中。第二电源108连接到卡盘107。第二电源108可用于加热卡盘107或者使卡盘107用作电极。
门109附于室101的侧壁以使得基底106进入室101的内部或从室101中出来。排放口111也附于室101的侧壁，排放口111包括用于将空气或气体从室101排放出去的真空泵110。
化学气相沉积装置仅利用等离子体来沉积绝缘层，这样就会产生没有完全分解的源气体。结果，可降低源气体的使用效率。此外，由于绝缘层包含大量的氢，所以难以获得高质量的绝缘层。
发明内容
在本发明的一个实施例中，提供了一种制造有机发光器件的方法，该方法能够在基底上形成绝缘层。通过利用等离子体分解方法和热分解方法来分解需要相对高分解能量的气体，通过仅利用热分解方法来分解需要相对低分解能量的气体来形成绝缘层。
在本发明的一个示例性实施例中，制造有机发光器件的方法包括首先制备包括第一电极、至少包括发射层的有机层和第二电极的基底。然后通过第一自由基与第二自由基的反应在第二电极上形成绝缘层。第一自由基通过使第一气体穿过等离子体产生区域和加热体来形成，第二自由基通过使第二气体穿过加热体来形成。可对加热体施加电源来加热加热体。
附图说明
参照下面将结合附图进行的详细描述，本发明的以上和其它特点将会被更好地理解，其中：
图1是现有技术的化学气相沉积装置的剖视图；
图2是根据本发明的一个示例性实施例的制造有机发光器件的化学气相沉积装置的剖视图；
图3是在用于根据本发明的一个示例性实施例的制造有机发光器件的方法中的绝缘层形成前基底的剖视图；
图4是包括用于根据本发明的一个示例性实施例的制造有机发光器件的方法中的绝缘层的基底的剖视图。
具体实施方式
现在将参照附图来描述本发明，在附图中示出了本发明的示例性实施例。附图本身是示出性的，并不应该被解释为限制本发明。在附图中，为了示出方便，可夸大层和区域的厚度。此外，在整个说明书中相同的标号表示相同的元件。
图2是根据本发明的一个示例性实施例的在制造有机发光器件的方法中使用的化学气相沉积装置的剖视图。化学气相沉积装置可同时执行等离子体分解和热分解。
参照图2，化学气相沉积装置包括室201、喷头211、加热体221和卡盘231。喷头211、加热体221和卡盘231中的每个均位于室201的预定区域内。室201的作用是将内部空间区别于外部环境密封起来。排放口203连接到室201，排放口203包括用于保持室201内真空的真空泵202。
此外，喷头211包括空腔212(即，等离子体产生区域)、第一气体注入口213和第二气体注入口214。第一气体注入口213位于喷头211的一个表面上，第一喷嘴215连接到空腔212。第二喷嘴216连接到第二空气注入口214，第二喷嘴216和第二气体注入口214均连接到喷头211的其它表面。电极218连接到外部电源217，电极218位于空腔212的一个表面上。空腔212形成在喷头211中以使得通过喷头211产生的等离子体在空腔212中绝缘，从而防止等离子体影响室201的其它区域。
加热体221连接到第二外部电源222。
基底232可安装在卡盘231的表面上。
喷头211包括用于注入气体的第一气体注入口213和第二气体注入口214。第一气体注入口213用于注入需要相对高的分解能量的第一气体，第二气体注入口214用于注入需要相对低的分解能量的第二气体。
如在这里使用的，“分解能量”指的是将注入到化学气相沉积装置的气体分子分解成气体原子或离子所需的能量。例如，硅烷(SiH4)气体具有包括一个硅原子和四个氢原子相互结合的结构，“分解能量”可以被认为是从硅烷(SiH4)气体分解氢所需的能量。
当注入的气体是氨(NH3)气和硅烷气体时，氨气所需的分解能量高于硅烷气体所需的分解能量，硅烷气体所需的分解能量低于氨气所需的分解能量。因此，氨气是第一气体，硅烷气体是第二气体。如这个例子所示，通过比较气体分解所需的能量来确定第一气体和第二气体。比较后，所需分解能量较高的气体为第一气体，所需分解能量较低的气体为第二气体。
第一气体通过第一气体注入口213被注入到空腔212(即，等离子体产生区域)中。空腔212包括由从第一电源217供应到安装在空腔212的内表面上的电极218的电源产生的等离子体，该等离子体部分地分解第一气体。
另外，第一气体通过多个第一喷嘴215被注入到室201中，所述多个第一喷嘴215安装在喷头211面向卡盘231的表面上。
另外，由于第一气体通过第一喷嘴215被注入并经过位于喷头211和卡盘231之间的加热体221，所以没有被等离子体分解的第一气体基本上被加热体221分解，形成了第一自由基(radical)。加热体221包括由钨形成的灯丝，从而由从第二外部电源222施加的电源产生温度为至少大约1000℃的热来分解第一气体。在一个实施例中，加热体221产生温度为大约1500℃或更高的热。
第二气体通过第二气体注入口214被注入并通过第二喷嘴216直接进入室201，第二喷嘴216安装在喷头211面向卡盘231的表面上。第二气体从加热体221周围穿过并被分解，从而形成第二自由基。
预定量的第一气体被注入到第一气体注入口213，并在经过空腔212的同时被分解。然后第一气体通过第一喷嘴215被注入室201，并在经过加热体221的同时被再次分解，形成第一自由基。第二气体被注入第二气体注入口214并通过第二喷嘴216直接进入室201。第二气体被加热体221分解以形成第二自由基。在第一气体和第二气体分解后，第一自由基与第二自由基反应并在基底232上形成薄膜。当第一气体和第二气体分别为氨和硅烷时，氮化硅层可形成在基底232上。由于氨气和硅烷气体含有氢，所以这些气体不能被通常的化学气相沉积装置完全分解。具体地讲，氨气需要高的分解能量。因此，在所得的氮化硅层中存在氢。当氮化硅层含有氢时，氢与氧结合时该层可产生湿气。这种湿气可对其他器件造成不好的影响，而设计氮化硅层是为了保护这些其他器件。因此，应该将氮化硅层的氢含量最小化。通过将氨气进行两次分解，气体基本上被分解成氮和氢，从而将氮化层的氢含量最小化。
在一个实施例中，第一喷嘴215以均匀的间隔排列在喷头211的表面上。如果必要的话，可调节第一喷嘴215之间的间隔来提高在基底232上形成的绝缘层的均匀性。第二喷嘴216也可以类似于第一喷嘴215的排列均匀地排列，如果必要的话，第二喷嘴216也可以不规则地排列。在一个实施例中，第一喷嘴215和第二喷嘴216都均匀地排列以均匀地混合第一气体和第二气体。
以下，将描述根据本发明的利用等离子体气相沉积方法和热气相沉积方法在基底上形成绝缘层的工艺的示例性实施例。
如参照图2所描述的，基底232被装载在卡盘231上，并被置于根据本发明的包括喷头和加热体的混合化学气相沉积装置中。
参照图3，基底232可包括有机发光器件，该有机发光器件包括缓冲层301、半导体层302、栅极绝缘层303、栅电极304、中间绝缘层305、源电极和漏电极306、钝化层307、平坦化层308、第一电极309、像素限定层310、至少包括有机发射层的有机层311和第二电极312。在这个实施例中，有机发光器件的绝缘层(即，缓冲层301、栅极绝缘层303、中间绝缘层305、钝化层307、平坦化层308和像素限定层310)可使用以上描述的混合化学气相沉积装置来形成。
室201中的气体利用真空泵202被排放，使真空压力达到5×10-6托或更低。在一个实施例中，为了防止室的温度太低时会发生绝缘层形成在室的壁上而不是基底上的现象，使室的壁的温度保持在高于120℃。
在将惰性气体注入到第一气体注入口213后，对电极218施加电源以在空腔212中形成等离子体。用于产生等离子体的惰性气体可包括He、Ne或Ar等。惰性气体的流动速率的范围可在为大约1sccm至大约1000sccm。从第一电源217提供的并且强度范围为大约100W到大约3000W的RF电源产生等离子体。
然后对加热体221施加电源，以将加热体221的温度升高至大约1500℃或者更高。
然后通过第一气体注入口213注入需要相对高的分解能量的第一气体(如氨气和/或氮(N2)气)。氨气的流动速率范围为大约1sccm至大约500sccm，氮气的流动速率范围为大约1sccm至大约1000sccm。第一气体通过第一气体注入口213被注入到喷头211的空腔212中，喷头211的空腔212包含用于分解第一气体的等离子体。第一气体被等离子体基本分解，然后通过第一喷嘴215被注入到室201中。然后第一气体经过加热体221，在该处第一气体被加热到温度为1500℃或更高的加热体221二次分解，从而形成第一自由基。
然后通过第二气体注入口214注入需要相对低的分解能量的第二气体(如硅烷气体)。硅烷气体的流动速率的范围为大约1sccm至大约100sccm。第二气体通过第二气体注入口214被直接注入到加热体221，而并不经过空腔。第二气体被加热体221分解，形成第二自由基。
接下来，第一自由基与第二自由基反应形成将被沉积在基底上的绝缘层。绝缘层在基底上形成钝化层313，如图4所示。
钝化层313是含少量氢的绝缘层。通常，有机发光器件会被湿气严重毁坏。尽管可以通过吸附材料来去除穿过内部或外部、或者从内部或外部产生的湿气，但是穿过内部或外部、或者从内部或外部产生的氧渗入有机发光器件并与残留在有机发光器件中的氢结合，从而产生湿气。这种湿气严重毁坏有机发光器件。在现有技术中，大量的氢残留在绝缘层中。尽管有机发光器件利用至少包括发射层的有机层发光，但是有机层非常容易受湿气的影响，湿气的存在严重降低了有机层的性能。因此，应该防止湿气渗入到有机发光器件中。
由于根据本发明形成的钝化层313含有少量的氢，即使氧渗入钝化层313时也基本防止了湿气的渗入。结果，基本上去除了湿气对有机发光器件的不良影响。因为难以分解的第一气体被分解两次，一次是通过等离子体方法被分解，一次是通过热方法被分解，所以本发明的钝化层313含有少量的氢或不合氢，从而基本上去除了第一气体中的氢，形成了在形成钝化层313中使用的第一自由基。
如上所述，根据本发明的一个实施例，源气体基本被分解，获得了良好质量的钝化层。因此，根据本发明的制造有机发光器件的方法防止了有机发光器件由于湿气被毁坏，具体地讲，防止了有机层由于湿气被毁坏。此外，根据本发明的方法将源气体的使用效率最大化。
尽管在此已经描述和示出了本发明的特定的示例性实施例，但是本领域的普通技术人员应该清楚，在不脱离由权利要求限定的本发明的范围和精神的情况下，可以对描述的实施例在形式和细节上进行各种改变。

Claims (18)

1、一种制造有机发光器件的方法，所述方法包括的步骤有：
制备基底，所述基底包括：
第一电极，
至少包括发射层的有机层，
第二电极；
使第一气体穿过等离子体产生区域；
使所述第一气体穿过加热体，其中，使所述第一气体穿过所述等离子体产生区域和所述加热体的步骤形成了第一自由基；
使第二气体穿过所述加热体，其中，使所述第二气体穿过所述加热体的步骤形成了第二自由基；
所述第一自由基与所述第二自由基反应，以在所述第二电极上形成绝缘层。
2、根据权利要求1所述的方法，其中，所述绝缘层是钝化层。
3、根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一气体首先穿过所述等离子体产生区域，然后穿过所述加热体，从而形成所述第一自由基。
4、根据权利要求1所述的方法，其中，所述等离子体产生区域和所述加热体包含在室中，所述基底被装载在所述室中，所述第一气体和所述第二气体被供应到所述室中。
5、根据权利要求4所述的方法，其中，所述室包括喷头，所述等离子体产生区域包括在所述喷头中的空腔。
6、根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一气体所需的分解能量高于所述第二气体所需的分解能量。
7、根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一气体从由氨气和氮气组成的组中选择。
8、根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二气体包括硅烷。
9、根据权利要求1所述的方法，其中，所述加热体包含灯丝。
10、根据权利要求1所述的方法，其中，所述加热体包含钨。
11、根据权利要求1所述的方法，其中，所述绝缘层包括氮化硅层。
12、根据权利要求1所述的方法，其中，所述加热体被加热到温度为至少1000℃。
13、根据权利要求1所述的方法，其中，所述加热体被加热到温度为1500℃或更高。
14、一种制造有机发光器件的方法，所述方法包括的步骤有：
制备基底，所述基底包括：
第一电极，
至少包括发射层的有机层，
第二电极；
使第一气体穿过等离子体产生区域以分解所述第一气体，然后使所述第一气体穿过加热到温度为至少1000℃的加热体来进一步分解所述第一气体，其中，所述的已分解的第一气体形成了第一自由基；
使第二气体穿过所述加热体以分解所述第二气体，其中，所述的已分解的第二气体形成了第二自由基；
所述第一自由基与所述第二自由基反应，以在所述第二电极上形成绝缘层。
15、根据权利要求14所述的方法，其中，所述等离子体产生区域和所述加热体包含在室中，所述基底被装载在所述室中，所述第一气体和所述第二气体被供应到所述室中。
16、根据权利要求15所述的方法，其中，所述室包括喷头，所述等离子体产生区域包括在所述喷头中的空腔。
17、根据权利要求14所述的方法，其中，所述第一气体所需的分解能量高于所述第二气体所需的分解能量。
18、根据权利要求14所述的方法，其中，所述加热体被加热到温度为1500℃或更高。
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