CN104752633A - 一种薄膜封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种薄膜封装方法，包括如下步骤：通过PECVD方法沉积有机功能层；通过PECVD方法沉积无机功能层；通过ALD方法沉积无机功能层；沉积包括若干有机功能层和若干无机功能层结构的薄膜。该方法同时采用PECVD方法和ALD方法，使本发明兼具PECVD方法可快速沉积的优势以及ALD方法可沉积高质量薄膜的优势，实现了快速沉积较高质量的薄膜。
Description
技术领域
本发明涉及器件的封装方法，具体涉及一种薄膜封装方法。
背景技术
电子器件尤其是有机电子器件对空气中的水汽和氧气特别敏感，因此需要对有机器件进行封装以保证器件的性能和使用寿命。目前柔性有机电子器件封装主要方法，是直接在器件表面制作阻挡水氧渗透性能优异的柔性薄膜结构。由于柔性的聚合物膜阻挡水氧渗透能力非常有限，而致密无针孔的无机膜阻挡水氧能力虽较高但达到一定厚度时则表现为刚性结构且易碎裂，因而目前国际上绝大多数的柔性封装研究都是基于有机/无机多层膜交替复合结构的BarixTM封装技术开展的。实现有机/无机交替结构的主要方法有：（1）PECVD方法，如中科院苏州纳米所采用PECVD方法，通过改变沉积过程中工艺气体组分，从而沉积无明显界面的有机/无机交替结构；（2）ALD方法，如BENEQ公司采用ALD方法沉积Al2O3/ZrO2多层膜，实现有机电子器件的封装。上述两种方法中，PECVD的方法薄膜沉积速度较快，但由于PECVD方法基于岛状生长，岛边界等处就会存在缺陷，因此沉积的无机薄膜的质量相对较差；ALD的方法基于原子层式生长，生长无缺陷，虽能沉积高质量的无机薄膜，但沉积速度太慢，一般不超过2nm/min，且ALD方法制备的Al2O3/ZrO2等多层膜由于Al2O3和ZrO2都是无机薄膜，厚度一定时就呈现出刚性，所以严格意义上不属于柔性封装。因此，需要一种PECVD设备，可以高效、高质量、柔性薄膜封装成为制约有机电子器件发展的最主要瓶颈。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明提供一种薄膜封装方法，该方法同时采用PECVD方法和ALD方法，使本发明兼具PECVD方法可快速沉积的优势以及ALD方法可沉积高质量薄膜的优势，实现了快速沉积较高质量的薄膜。
本发明通过以下技术方案实现：
一种薄膜封装方法，包括如下步骤：
通过PECVD方法沉积有机功能层；
通过PECVD方法沉积无机功能层；
通过ALD方法沉积无机功能层；
沉积包括若干有机功能层和若干无机功能层结构的薄膜。
在上述技术方案中，所述通过PECVD方法沉积有机功能层所用等离子材料为SiOxCyHz。
在上述技术方案中，所述通过PECVD方法沉积的有机功能层每层的厚度为50-2000nm。
在上述技术方案中，所述通过PECVD方法沉积无机功能层所用的等离子材料为SiOx、SiNx或SiOxNy
在上述技术方案中，所述通过PECVD方法沉积无机功能层每层的厚度为20-500nm。
在上述技术方案中，所述通过ALD方法沉积无机功能层所用等离子材料为Al2O3、TiO2或ZrO2。
在上述技术方案中，所述通过ALD方法沉积无机功能层每层的厚度为5-200nm。
本发明通过PECVD工艺气体输入部分进行快速沉积薄膜的功能层，由于PECVD方法通过岛状沉积模式形成功能层，岛边界等处容易存在缺陷，而使用ALD工艺气体输入部分进行原子层式生长，可填补岛状沉积中各岛边缘的凹陷，弥补岛状沉积的缺陷，实现了快速沉积较高质量薄膜。
附图说明
图1为本发明实施例提供的薄膜封装方法的工艺流程图。
图2为本发明实施例提供的薄膜封装方法使用的装置示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案进行详细描述。
参见图1和图2，一种薄膜封装方法，包括如下步骤：通过PECVD方法沉积有机功能层；通过PECVD方法沉积有机功能层所用等离子材料为SiOxCyHz，沉积的有机功能层厚度为300nm。通过PECVD方法沉积无机功能层；通过PECVD方法沉积无机功能层所用的等离子材料为SiOx，每层无机层的厚度为60nm。具体操作方法为：通过薄膜封装设备的前驱体输入气路1输入HMDSO、辅助气体的输入气路4输入Ar气体，在基片台6放置的基片上沉积有机功能层；之后，前驱体输入气路继续输入HMDSO、反应气体输入气路2输入反应气体O2，辅助气体输入气路4继续输入Ar气体，沉积无机功能层；通过调节PECVD沉积过程中前驱体和反应气体的比例，分别根据需要沉积无机功能层和有机功能层，沉积无机功能层使用的等离子体为SiOx，通过调节与沉积腔室9连接的ICP等离子体电源5发射SiOxCyHz、SiOx等离子体，沉积有机功能层使用的等离子体为SiOxCyHz（具体操作方式及原理参见A.Bieder,A.Gruniger,Ph.Rudolf vonRohr,Surface&Coatings Technology,200,928-931,2005.）。
通过ALD方法沉积无机功能层；通过ALD方法沉积无机功能层所用等离子材料为Al2O3，每层ALD方法沉积的无机功能层的厚度为30nm。具体操作方法为：通过前驱体输入气路1输入TMA，反应气体输入气路2输入反应气体O2，周期性交替输入TMA和O2，借助吹扫气体输入气路3将基片上未反应完全的前驱体、反应气体或反应副产物吹掉（具体操作方式及原理参见《工业化Al2O3沉积技术在硅太阳能电池表面钝化中的应用研究》，选自第十期印刷版《Photovoltaics International》，p36-41）；
再通过PECVD方法沉积无机功能层，所用的等离子材料为SiOx，沉积的厚度为60nm。操作方法与前述PECVD方法沉积无机功能层的步骤相同。
基片台6通过电源7提供热量，加热的温度为100℃。整个沉积过程维持沉积腔室9的真空环境，通过与沉积腔室9连接的真空泵8抽真空。
对以上所述的薄膜封装系统制备的有机层/无机层/ALD高质量无机层/无机层沉积交替封装结构交替结构的封装薄膜的质量进行测试，测量封装薄膜的水氧渗透率，经过等离子体处理的平均水氧渗透率2.21mg/cm2·day；
本发明通过首次将PECVD方法与ALD方法结合，通过PECVD方法进行快速沉积薄膜的功能层，由于PECVD方法通过岛状沉积模式形成功能层，岛边界等处容易存在缺陷，而使用ALD方法进行原子层式生长，可填补岛状沉积中各岛边缘的凹陷，弥补岛状沉积的缺陷；由于该方法吸取了两种方法的优势，因此实现了快速沉积较高质量的薄膜。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本材料的技术实施方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种薄膜封装方法，其特征在于：包括如下步骤：
通过PECVD方法沉积有机功能层；
通过PECVD方法沉积无机功能层；
通过ALD方法沉积无机功能层；
沉积包括若干有机功能层和若干无机功能层结构的薄膜。
2.如权利要求1所述的薄膜封装方法，其特征在于，所述通过PECVD方法沉积有机功能层所用等离子材料为SiOxCyHz。
3.如权利要求1所述的薄膜封装方法，其特征在于，所述通过PECVD方法沉积的有机功能层每层的厚度为50-2000nm。
4.如权利要求1所述的薄膜封装方法，其特征在于，所述通过PECVD方法沉积无机功能层所用的等离子材料为SiOx、SiNx或SiOxNy。
5.如权利要求1所述的薄膜封装方法，其特征在于，所述通过PECVD方法沉积无机功能层每层的厚度为20-500nm。
6.如权利要求1所述的薄膜封装方法，其特征在于，所述通过ALD方法沉积无机功能层所用等离子材料为Al2O3、TiO2或ZrO2。
7.如权利要求1所述的薄膜封装方法，其特征在于，所述通过ALD方法沉积无机功能层每层的厚度为5-200nm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150701 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |