CN102312218A - 用于沉积装置的罐及使用罐的沉积装置 - Google Patents

Abstract

一种用于沉积装置的罐和使用罐的沉积装置，并且更为具体地，一种能够提供包含在供应到沉积室中的反应气体中的均匀量的原材料并且提高原材料供应的安全性的沉积装置的罐，以及使用罐的沉积装置。该沉积装置包括：沉积室；将反应气体供应到该沉积室的罐；以及用于将载气供应到罐的载气供应器，其中该罐包括主体、加热该主体的加热单元以及布置在该主体下方的温度测量单元。

Description

用于沉积装置的罐及使用罐的沉积装置

技术领域

所描述的技术总体上涉及用于沉积装置的罐及使用该罐的沉积装置。更具体地说，本发明的一方面涉及可以提供包含在供应到沉积室的反应气体中的均匀量的原材料并提高源材料供应的安全性的用于沉积装置的罐，以及使用该罐的沉积装置。

背景技术

平板显示器由于其诸如重量轻尺寸小之类的特性已经取代了阴极射线管显示器。平板显示器的典型实例包括液晶显示器(LCD)和有机发光二极管(OLED)显示器。在这些显示器中，有机发光二极管显示器与液晶显示器(LCD)相比，具有优良的发光特性和视角特性，并且不需要背光，这使得它们可以以很小的尺寸被实现。

有机发光二极管显示器根据工作方法被分成有源矩阵型和无源矩阵型，其中有源矩阵型包括使用薄膜晶体管(TFT)的电路.

薄膜晶体管通常包括包含源极区、漏极区和沟道区的半导体层、栅电极、源电极以及漏电极。半导体层可以是多晶硅(polycrystalline silicon(poly-si))或非晶硅(a-si)，但是多晶硅的电子迁移率高于非晶硅的电子迁移率，因此现在通常使用多晶硅。

使非晶硅结晶的一种方法是利用金属的结晶方法。利用金属的结晶方法通过利用在金属靶(metal target)上施加并沉积等离子体的溅射工艺，或者通过在基板上形成金属催化剂的原子层的原子层沉积(ALD)工艺，将金属催化剂沉积在基板上。其后，使用包含金属催化剂的反应气体，并且将具有金属催化剂的非晶硅作为种子进行结晶，从而在相对低的温度下在短时间内进行结晶。

为了获得均匀的晶体，利用金属催化剂的结晶方法需要将包含相同量的金属催化剂的反应气体供应到每个沉积的沉积室中。

因此，普通沉积装置包括用于将反应气体供应到沉积室的罐，以在每个沉积中提供均匀量的待蒸发的原材料。这通过用温度测量单元测量用于使诸如金属催化剂之类的原材料蒸发的主体内部温度，使得原材料可以在相同压力和温度下蒸发来实现。

然而，因为正在蒸发的原材料在温度测量单元中冷凝，所以用于沉积装置的罐不能精确测量主体的内部温度。因此，在供应到沉积室中的反应气体中所含的原材料的量是不均匀的，这使得在每次沉积过程中沉积在基板上的金属催化剂的量不是均匀的。因此，难于稳定地将原材料供应到室中，并且在每个沉积过程中包含在形成在基板上的膜中所含的金属催化剂的量是不均匀的。

在背景部分中公开的以上信息仅用于加强对所描述的技术的背景的理解，因此其可以包含并不构成本国内本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

根据本发明的一方面提供了一种用于沉积装置的罐和使用该罐的沉积装置，其能够通过改变罐的内部结构使得正在蒸发的原材料不会在温度测量单元中冷凝，来精确测量原材料蒸发所处的主体的内部温度。

示例性实施例提供一种用于沉积装置的罐，包括：原材料蒸发所处的主体；加热所述主体的加热单元；以及布置在所述主体下方的温度测量单元。

另一示例性实施例提供了一种沉积装置，包括：沉积室；将反应气体供应到所述沉积室的罐；以及载气(carrier gas)存储器，用于将载气供应到所述罐，其中所述罐包括主体、加热所述主体的加热单元以及布置在所述主体下方的温度测量单元。

根据示例性实施例，用于沉积装置的罐和使用该罐的沉积装置通过在罐的主体下方布置测量主体内部温度的温度测量单元来防止正在蒸发的原材料在温度测量单元中冷凝，这样提高了原材料的供应稳定性，从而在每次沉积过程中在基板上形成的膜中提供均匀量的金属催化剂。

本发明的其它方面和/或优点将部分地记载在以下的描述中，并且部分地从以下描述中显而易见，或者可以通过本发明的实践而得到。

附图说明

本发明的这些和/或其它方面和优点将从以下结合附图对实施例的描述中变得明显并且更易于理解，附图中：

图1是示出根据示例性实施例的用于沉积装置的罐的示意图；以及

图2是示出使用图1中示出的用于沉积装置的罐的沉积装置的示意图。

具体实施方式

以下将参考附图更充分地描述本发明的目的、技术配置以及效果的细节，附图中示出本发明的示例性实施例。在整个说明书中相同的附图标记表示相同的配置，并且在附图中，可能为了清楚起见而放大层和区域的长度和厚度。

图1是示出根据本发明示例性实施例的用于沉积装置的罐的示意图，而图2是示出使用图1中所示的用于沉积装置的罐的沉积装置的示意图。

参见图1和图2，根据示例性实施例的沉积装置包括在基板S上执行沉积工艺的沉积室210、将原材料供应到沉积室210中的罐100以及将载气供应到罐100中的载气供应器300。

罐100在每次沉积过程中使原材料蒸发，并且将通过混合蒸发的原材料与从载气供应器300供应的载气所产生的反应气体供应到沉积室210。罐100包括原材料蒸发所处的主体110、加热主体110的加热单元120以及测量主体110的内部温度的温度测量单元130。在这种配置中，原材料可以是用于原子沉积工艺的金属粉末或者液态有机材料。

加热单元120通过加热主体110来使主体110中被供应的原材料蒸发，可以布置在主体110的外部。例如，加热单元120可以布置在主体110的外壁中。

温度测量单元130测量主体110的内部温度以在原材料蒸发时将主体110的内部温度维持在预定水平。温度测量单元130可以是用于容易地监测主体110的内部温度的温度传感器，例如热耦。在这种配置中，根据本发明的示例性实施例的罐100可以进一步包括温度控制器135，其根据由温度测量单元130测得的温度控制加热单元120。

在不使用独立源存储器140的前提下将原材料存储在主体110中之后，罐100可以在每次沉积过程中使部分原材料蒸发。然而，图2示出存储原材料的独立源存储器140，并且其进一步包括控制从源存储器140供应到主体210中的原材料的量的第一供应控制单元410

第一供应控制单元410包括布置在连接主体110与源存储器140的第一管道P中的第一阀V1，以及控制第一阀V1的开/关的第一控制器C1。在这种布置中，优选地，但不是必需地，第一控制器C1基于通过第一管道P1供应到主体110中的原材料的量来控制第一阀V1的开/关，并且更为优选地，但不是必需地，在每次沉积过程中仅将一次蒸发所需的原材料的量供应给主体110。

利用从罐100供应的反应气体在基板S上执行沉积工艺的沉积室210包括：反应气体流进沉积室210中所通过的入口220、将反应气体均匀地溅射到基板S上的喷淋头225、支撑基板S的支撑卡盘240以及排放残余的反应气体所通过的出口230。在这种配置中，沉积室210可以是用于原子层沉积工艺的原子层沉积(ALD)室，并且为了原子层沉积工艺的平稳性，支撑卡盘240可以进一步包括将基板S维持在预定温度的温度维持器(未示出)。

参照图1和2描述利用根据本发明的示例性实施例的沉积装置的沉积工艺，其通过打开位于罐100的主体140与源存储器140之间第一管道P1中的第一阀V1来使预定量的原材料供应到主体110。

其后，关闭第一阀V1以停止将原材料供应到主体110中并且由加热单元120使原材料蒸发。由布置在主体110下方的温度测量单元130测量和监测主体110的内部温度，并且基于由温度测量单元130测量的温度来控制加热单元120。

虽然示例性实施例示例在关闭第一阀V1之后使原材料蒸发，但是可以同时执行使原材料蒸发的工艺与将原材料供应到主体110中的工艺。

接下来，通过布置在主体110与载气供应器300之间的第二管道P2将载气供应到主体110，从而产生蒸发的原材料与载气混合而成的反应气体。在该过程中，优选地，但不是必需地，在第二管道P2中放置第二供应控制单元420以控制载气的供应，以便防止在原材料供应到主体110中时载气流进主体110。

进一步，优选地，但不是必需地，在将主体110与沉积室210连接的第三管道P3中放置第三供应控制单元430，以便防止在原材料蒸发并且在主体110中产生反应气体时不稳定的反应气体供应到沉积室210中。

第二供应控制单元420可以包括第二阀V2、控制第二阀V2的开/关的第二控制器C2，并且第三供应控制单元430可以包括第三阀V3和控制第三阀V3的开/关的第三控制器C3。

进一步，打开第三阀V3，使得蒸发的原材料和载气混合而成的反应气体供应到沉积室210。通过沉积室210的入口220以及喷淋头225将沉积室210中供应的反应气体均匀地喷射到基板S上，并且通过出口230将未沉积在基板S上的反应气体排出到沉积室210外部。

虽然未示出，但在根据本发明的示例性实施例的沉积装置中，可以在出口230处布置排气泵(未示出)，从而可以轻而易举地排出未沉积在基板S上的反应气体。

进一步，根据示例性实施例的沉积装置可以包括第四管道P4。第四管道P4将载气供应器300与沉积室210连接并且布置在第二供应控制单元420的第二阀V2与载气供应器300之间以及沉积室210与第三供应控制单元430的第三阀V3之间。第四供应控制单元440布置在第四管道P4中，以便在沉积室210中结束沉积工艺之后去除残留在沉积室210和第三管道P3中的反应气体。在这种配置中，类似于第二供应控制单元420和第三供应控制单元430，第四供应控制单元440可以包括布置在第四管道P4中的第四阀V4和控制第四阀的开/关的第四控制器C4。

结果，根据用于沉积装置的罐和利用根据示例性实施例的罐的沉积装置，通过在罐的主体下方布置测量原材料蒸发所处的罐的主体的内部温度的温度测量单元，可以防止由主体110蒸发的原材料和包含原材料的反应气体在温度测量单元中冷凝。

尽管已经结合目前所认为的实际的示例性实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的实施例，而是相反，本发明意在覆盖各种修改和等同布置。

尽管已经示出并说明了本发明的几个实施例，但是本领域技术人员将会理解，在不背离权利要求及其等同物中限定的本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例做出各种修改。

Claims (20)

1.一种用于沉积装置的罐，包括：

原材料蒸发所处的主体；

加热所述主体的加热单元；以及

布置在所述主体下方的温度测量单元。

2.根据权利要求1所述的用于沉积装置的罐，其中：

所述温度测量单元包括温度传感器。

3.根据权利要求1所述的用于沉积装置的罐，其中：

所述原材料是金属粉末。

4.根据权利要求1所述的用于沉积装置的罐，进一步包括：

将所述原材料供应到所述主体的源存储器。

5.根据权利要求4所述的用于沉积装置的罐，进一步包括：

第一供应控制单元，其布置在所述主体与所述源存储器之间，用于控制供应到所述主体的所述原材料。

6.根据权利要求5所述的用于沉积装置的罐，其中：

所述第一供应控制单元包括第一阀以及控制所述第一阀的开/关的第一控制单元，所述第一阀布置在连接所述主体与所述源存储器的第一管道中。

7.根据权利要求1所述的用于沉积装置的罐，进一步包括：

温度控制器，其基于由所述温度测量单元测得的温度来控制所述加热单元。

8.一种沉积装置，包括：

沉积室；

将反应气体供应到所述沉积室的罐；以及

将载气供应到所述罐的载气供应器，

其中所述罐包括主体、加热所述主体的加热单元以及布置在所述主体下方的温度测量单元。

9.根据权利要求8所述的沉积装置，其中：

所述温度测量单元包括温度传感器。

10.根据权利要求8所述的沉积装置，其中：

所述罐进一步包括：用于将原材料供应到所述罐的所述主体的源存储器。

11.根据权利要求10所述的沉积装置，其中：

所述原材料是金属粉末。

12.根据权利要求10所述的沉积装置，其中：

所述罐进一步包括：布置在所述主体与所述源存储器之间、用于控制供应到所述主体的所述原材料的第一供应控制单元。

13.根据权利要求12所述的沉积装置，其中：

所述第一供应控制单元包括：第一阀和控制所述第一阀的开/关的第一控制器，所述第一阀布置在将所述罐的所述主体与所述源存储器相连接的第一管道中。

14.根据权利要求8所述的沉积装置，进一步包括：

布置在所述载气供应器与所述罐的所述主体之间的第二供应控制单元，以及布置在所述罐的所述主体与所述沉积室之间的第三供应控制单元。

15.根据权利要求14所述的沉积装置，其中：

所述第二供应控制单元包括第二阀以及控制所述第二阀的开/关的第二控制器，所述第二阀布置在将所述载气供应器与所述罐的所述主体相连接的第二管道中，所述第三供应控制单元包括第三阀以及控制所述第三阀的开/关的第三控制器，所述第三阀布置在将所述罐的所述主体与所述沉积室相连接的第三管道中。

16.根据权利要求14所述的沉积装置，其中：

所述第二供应控制单元位于所述主体的顶部与所述载气供应器之间，所述第三供应控制单元位于所述主体的顶部与所述沉积室之间。

17.根据权利要求14所述的沉积装置，进一步包括：

第四管道以及布置在所述第四管道中的第四供应控制单元，所述第四管道连接所述载气供应器与所述沉积室，布置在所述载气供应器与所述第二供应控制单元之间以及所述沉积室与所述第三供应控制单元之间。

18.根据权利要求17所述的沉积装置，其中：

所述第四供应控制单元包括布置在所述第四管道中的第四阀和控制所述第四阀的开/关的第四控制器。

19.根据权利要求8所述的沉积装置，其中：

所述罐进一步包括：基于由所述温度测量单元测得的温度来控制所述加热单元的温度控制器。

20.根据权利要求8所述的沉积装置，其中：

所述沉积室是用于原子层沉积工艺的原子层沉积室。