CN101942640B - 用于沉积装置的罐以及利用该罐的沉积装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于沉积装置的罐和一种利用该罐的沉积装置和方法，所述罐在原料通过原子层沉积被沉积在基板上时能够保持包含在供应到沉积室的反应气体中的原料的预定量，该罐包括：主体、被配置为存储原料的原料存储器、设置在所述主体的外侧的加热器以及被配置为控制所述原料从所述原料存储器供应到所述主体的第一供给控制器。

Description

用于沉积装置的罐以及利用该罐的沉积装置和方法
技术领域
本发明的一方面涉及一种用于沉积装置的罐(canister)以及一种利用该罐的沉积装置和方法，更具体而言，涉及一种用于沉积装置的罐，其能够在类似于原子层沉积一样将原料沉积在基板上的期间保持包含在反应气体(reactive gas)中的原料的量，并涉及一种利用该罐的沉积装置和方法。
背景技术
由于平板显示设备重量轻并且薄，因此平板显示设备用于替代阴极射线管显示设备。平板显示设备的示例包括液晶显示(LCD)设备和有机发光二极管(OLED)显示设备。在这些显示设备之中，OLED显示设备具有高亮度和宽视角。另外，由于OLED显示设备不需要背光，因此OLED显示设备可在超薄结构中实现。
OLED显示设备根据驱动方法被分成无源矩阵型和有源矩阵型。有源矩阵型OLED显示设备具有使用薄膜晶体管(TFT)的电路。
薄膜晶体管通常包括：包括源区、漏区和通道区的半导体层、栅极、源极和漏极。半导体层可由多晶硅(poly-Si)或非晶硅(a-Si)形成。然而，由于poly-Si的电子移动性高于a-Si的电子移动性，因此poly-Si被更频繁地使用。
将a-Si结晶成poly-Si的一种方法是使用金属的结晶方法，其可通过溅射或原子层沉积(ALD)将金属催化剂沉积在基板上、然后利用该金属催化剂作为籽晶使a-Si结晶，从而在很短的时间内以相对较低的温度将a-Si结晶成poly-Si。在此，在溅射中，沉积通过将等离子体施加到金属标的物上执行。在原子层沉积中，金属催化剂的原子层通过利用包括金属催化剂的反应气体的化学方法而形成在基板上。
为了获得均匀的晶体，在这种利用金属催化剂的结晶方法中，反应气体必须以与每次沉积循环中的金属催化剂相同的量被供应到沉积室。然而，通常，被配置为将反应气体供应到沉积室的罐产生通过将载气与诸如金属催化剂等蒸发的原料混合而形成的反应气体。蒸发的原料通过将诸如金属催化剂等原料存储在主体中并在每次沉积循环中通过外部加热器将主体加热而形成。因此，主体中的剩余原料量和蒸发的原料量根据剩余原料的形式或截面而改变，从而不能均匀保持包含在供应到沉积室的反应气体中的原料的量。
发明内容
本发明的各方面提供一种用于沉积装置的罐，其能够保持包含在从该罐供应到沉积室的反应气体中的原料的预定量，并提供一种利用该罐的沉积装置和方法。
根据本发明的一方面，一种用于沉积装置的罐包括：主体；被配置为存储原料的原料存储器；设置在所述主体的外侧的加热器；以及被配置为控制所述原料从所述原料存储器供应到所述主体的第一供给控制器。
根据本发明的另一方面，一种沉积装置包括：沉积室；被配置为将反应气体供应到所述沉积室的罐；以及被配置为将载气(carrier gas)供应到所述罐的载气供给器。在此，所述罐包括主体、加热器以及被配置为控制原料从所述原料存储器供应到所述主体的第一供给控制器。
根据本发明的又一方面，一种沉积方法包括：打开置于罐的主体与原料存储器之间的第一阀，并将预定量的原料供应到所述主体；关闭所述第一阀并使所述原料蒸发；将载气供应到所述主体，以与蒸发的所述原料混合；将通过混合所述载气与蒸发的所述原料而形成的反应气体供应到沉积室；以及利用所述反应气体将所述原料沉积在所述沉积室中的基板上。
本发明的另外的方面和/或优点一部分将在以下描述中阐释，一部分将根据该描述变得明显，或可通过实施本发明而获悉。
附图说明
本发明的这些和/或其他方面和优点将根据以下结合附图对各实施例的描述而变得明显并更易于理解，其中：
图1为根据本发明实施例的沉积装置的示意图。
具体实施方式
现在将详细参照本发明的示例示于附图中的现有实施例，其中相同的附图标记自始至终表示相同的元件。在下文中通过参照附图描述各实施例，以解释本发明。
图1为根据本发明一方面的沉积装置的示意图。参照图1，沉积装置包括沉积室100、被配置为将反应气体供应到沉积室100的罐200以及被配置为将载气供应到罐200的载气供给器300。
沉积室100包括室主体110、喷头125、支撑卡盘115和出口130。喷头125与入口120相连，该喷头125将反应气体注入到室主体110中，并被配置为将该反应气体均匀地喷射在基板S上。支撑卡盘115被配置为支撑基板S。出口130被配置为排放剩余的反应气体。在此，沉积室100可为用于原子层沉积(ALD)的室。为了便于原子层沉积，支撑卡盘115可进一步包括被配置为将基板S保持在均匀温度下的温度控制器(未显示)。然而，沉积室100可用于其他类型的沉积。
罐200在每次沉积循环中使原料蒸发，并将反应气体供应到沉积室100。在此，反应气体通过将由载气供给器300供应的载气与蒸发的原料混合而形成。罐200包括被配置为使原料蒸发的主体210、设置在主体210外侧的加热器220、被配置为存储原料的原料存储器230以及被配置为控制从原料存储器230供应到主体210的原料的量的第一供给控制器240。在此，存储在原料存储器230中的原料可为在原子层沉积中使用的金属粉末或液态有机材料。
第一供给控制器240包括：设置在将主体210与原料存储器230相连的第一管P1上的第一阀V1，以及被配置为控制第一阀V1的打开或关闭的第一控制器C1。在此，第一控制器C1根据通过第一管P1注入到主体210中的原料的量来控制第一阀V1的打开或关闭，并可在沉积室100中的一次沉积循环所需的原料被供应到主体210时关闭第一阀V1。第一控制器C1可包括用于检测原料的量的传感器，或者该传感器可位于其他位置。
在利用参照图1所述的根据本发明实施例的沉积装置将原料沉积在基板S上的过程中，置于罐200的主体210与原料存储器230之间的第一管P1的第一阀V1被打开，以将预定量的原料供应到主体210。随后，第一阀V1被关闭以防止原料供应到主体210，然后，原料通过设置在主体210外侧的加热器220被蒸发。在本发明的实施例中，原料被描述为在第一阀V1关闭之后蒸发。可替代地，原料可在该原料被供应到主体210的同时被蒸发。
被蒸发之后，载气通过置于主体210与载气供给器300之间的第二管P2被供应到主体210。因此，反应气体通过在主体210内将载气与蒸发的原料混合而形成。如所示，被配置为控制载气从载气供给器300到主体210的供给的第二供给控制器420设置在第二管P2上，以防止载气在原料被供应到主体210时被注入到主体210中。
尽管不是在所有方面中都需要，被配置为控制反应气体从主体供应到沉积室的第三供给控制器430被设置在将主体210与沉积室100相连的第三管P3处，以防止原料在主体210中蒸发并在反应气体的形成期间防止反应气体在不稳定状态下被供应到沉积室100。
所示的第二供给控制器420包括设置在第二管P2上的第二阀V2和被配置为控制第二阀V2的打开或关闭的第二控制器C2。所示的第三供给控制器430包括设置在第三管P3上的第三阀V3和被配置为控制第三阀V3的打开或关闭的第三控制器C3。
第三阀V3被打开，以将通过在主体210中将蒸发的原料与载气混合而形成的反应气体供应到沉积室100。包含原料的反应气体被供应到沉积室100，并通过与沉积室100的入口120相连的喷头125被均匀地喷射在基板S上。未沉积在基板S上的包含原料的反应气体通过出口130被排放到沉积室100之外。
另外，根据本发明所示实施例的沉积装置包括：将载气供给器300和第二阀V2与沉积室100和第三阀V3相连的第四管P4，以及设置在第四管P4上以去除沉积之后在沉积室100和第三管P3中剩余的反应气体的第四供给控制器440。在此，类似于第二和第三供给控制器420和430，所示的第四供给控制器440包括第四阀V4和被配置为控制第四阀V4的打开或关闭的第四控制器C4。
根据本发明的另一方面，原料存储器230可被包括在罐200中，其中用于一次沉积过程的足量的原料从原料存储器230供应到罐200的主体210，由此保持罐200的使原料在每次沉积循环中蒸发的环境，并均匀保持包含在通过罐200供应的反应气体中的原料的量。
尽管不是在所有方面中都需要，控制器C1、C2、C3和C4可利用机械控制器和/或利用处理器而实现。
尽管已显示和描述了本发明的一些实施例，本领域技术人员应理解的是，在不背离所附权利要求及其等同设置所限定的本发明的原理和范围的情况下，可以在这些实施例中作出改变。

Claims (17)

1.一种沉积装置，包括：
沉积室；
被配置为将反应气体供应到所述沉积室的罐；以及
被配置为将载气供应到所述罐的载气供给器；
其中所述罐包括：接收供应的所述载气的主体、加热器、原料存储器、被配置为控制原料从所述原料存储器供应到所述主体的第一供给控制器，以及被配置为控制所述载气从所述载气供给器供应到所述主体的第二供给控制器以防止所述载气在所述原料被供应到所述主体时被注入到所述主体中。
2.根据权利要求1所述的沉积装置，其中所述第一供给控制器包括：设置在将所述主体与所述原料存储器相连的第一管上的第一阀，以及被配置为控制所述第一阀的打开或关闭的第一控制器。
3.根据权利要求2所述的沉积装置，其中所述第一控制器根据通过所述第一管供应到所述主体的所述原料的量来关闭所述第一阀。
4.根据权利要求1所述的沉积装置，其中所述原料包括金属粉末或液态有机材料。
5.根据权利要求1所述的沉积装置，进一步包括：
被配置为控制所述反应气体从所述主体供应到所述沉积室的第三供给控制器。
6.根据权利要求5所述的沉积装置，其中所述第二供给控制器包括：设置在将所述载气供给器与所述主体相连的第二管上的第二阀，以及被配置为控制所述第二阀的打开或关闭的第二控制器；并且，所述第三供给控制器包括：设置在将所述沉积室与所述主体相连的第三管上的第三阀，以及被配置为控制所述第三阀的打开或关闭的第三控制器。
7.根据权利要求5所述的沉积装置，进一步包括：
被配置为将所述载气供给器和所述第二供给控制器与所述沉积室和所述第三供给控制器相连的第四管；以及
被配置为控制所述载气通过所述第四管从所述载气供给器供应到所述沉积室的第四供给控制器。
8.根据权利要求7所述的沉积装置，其中所述第四供给控制器包括：设置在所述第四管上的第四阀，以及被配置为控制所述第四阀的打开或关闭的第四控制器。
9.根据权利要求8所述的沉积装置，其中所述第四控制器打开所述第四阀，以去除在所述沉积完成之后在所述沉积室中剩余的所述反应气体。
10.根据权利要求1所述的沉积装置，其中所述沉积室为用于原子层沉积的室。
11.根据权利要求10所述的沉积装置，其中所述沉积室包括支撑卡盘，该支撑卡盘具有被配置为将基板保持在均匀温度下以执行所述原子层沉积的温度控制器。
12.一种沉积方法，包括：
打开置于罐的主体和原料存储器之间的第一阀，并将预定量的原料供应到所述主体；
在供应所述预定量的所述原料之后关闭所述第一阀，并在所述主体中蒸发供应的所述原料；
将载气供应到所述主体，以与蒸发的所述原料混合；
将通过混合所述载气与蒸发的所述原料而形成的反应气体从所述主体供应到沉积室；以及
将包含在所述反应气体中的所述原料沉积在所述沉积室中的基板上，
其中防止所述载气在所述原料被供应到所述主体时被注入到所述主体中。
13.根据权利要求12所述的沉积方法，进一步包括：在所述原料的所述沉积完成之后，打开置于所述载气供给器与所述沉积室之间的第四管中的第四阀，以通过将所述沉积室与所述主体相连的所述第四管去除在所述沉积室中剩余的所述反应气体。
14.根据权利要求12所述的沉积方法，其中所述原料通过原子层沉积被沉积在所述基板上。
15.根据权利要求12所述的沉积方法，其中所述原料包括金属粉末。
16.根据权利要求12所述的沉积方法，其中所述原料的所述预定量为所述沉积室中的一次沉积循环所需的量。
17.根据权利要求12所述的沉积方法，其中供应到所述主体的所述原料的所述预定量为足以执行一次沉积过程的量。
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