DE60111077T2 - Abscheidungsverfahren mit verschiedenen quellen - Google Patents

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Description

  • Bereich der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abscheidung einer ternären, quaternären oder ähnlichen Zusammensetzung, insbesondere eines Phosphors, bei dem Komponenten der Zusammensetzung auf verschiedenen Quellen angeordnet sind. Im Besonderen sind die Zusammensetzungen Thioaluminate, Thiogallate oder Thioindate von Gruppe IIA- und Gruppe IIB-Elementen, und die Sulfide, die derartige Verbindungen ausbilden, sind auf den verschiedenen Quellen angeordnet. Abscheidung wird bewirkt durch Elektronenstrahlverdampfung. In besonderen Aspekten betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Verbessern der Luminanz und des Emissionsspektrums von Phosphormaterialien, insbesondere von jenen, die für Vollfarben-AC-Elektrolumineszenzanzeigen verwendet werden, die dielektrische Dickfilmschichten mit einer großen Dielektrizitätskonstante verwenden.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Dünnfilm-Elektrolumineszenzanzeigen (Dünnfilm-Elektrolumineszenz = TFEL) sind bekannt und werden typischerweise auf Glassubstraten hergestellt. Jedoch stellen Elektrolumineszenzanzeigen mit Dünnfilm-Phosphoren, die auf keramischen Substraten erzeugte dielektrische Dickfilmschichten verwenden, wie sie beispielsweise durch das U.S. Patent 5 432 015 beschrieben sind, größere Luminanz und verbesserte Zuverlässigkeit bereit.
  • Dielektrische Dickfilmstrukturen bieten sowohl einen verbesserten Widerstand gegen Durchschlag als auch eine reduzierte Betriebsspannung. Wenn sie auf einem Keramiksubstrat abgeschieden sind, widersteht die dielektrische Dickfilmstruktur höheren Verarbeitungstemperaturen als TFEL-Vorrichtungen auf Glassubstraten. Die erhöhte Toleranz gegen höhere Temperaturen erleichtert das Tempern der Phosphorfilme bei höheren Temperaturen, um die Helligkeit zu verbessern. Jedoch haben Elektrolumineszenzanzeigen, die eine dielektrische Dickfilmschicht verwenden, trotz der erreichten höheren Helligkeit nicht die Phosphorluminanz und Farbkoordinaten erreicht, die benötigt würden, um im vollem Umfang mit Kathodenstrahlröhrenanzeigen (Kathodenstrahlröhre = CRT) wettbewerbsfähig zu sein. Darüber hinaus gehen jüngere Trends bei CRT-Spezifikationen zu einer höheren Luminanz und höheren Farbtemperatur. Einige Verbesserungen wurden durch Anhebung der Betriebsspannung von Elektrolumineszenzanzeigen erreicht, aber dies erhöht den Stromverbrauch der Anzeigen, verringert die Zuverlässigkeit und erhöht die Kosten der Steuerelektronik für die Anzeigen.
  • Eine Vollfarben-Elektrolumineszenzanzeige mit großer Helligkeit erfordert die Verwendung von roten, grünen und blauen Subpixeln. Es sind optische Filter erforderlich, um die erforderlichen Farbkoordinaten für jedes Subpixel zu erreichen. Folglich müssen die Dünnfilm-Phosphormaterialien, die für jedes Subpixel verwendet werden, musterförmig sein, so dass es eine minimale Abschwächung des Emissionsspektrums einer jeden Pixelfarbe durch die optischen Filter gibt. Bei Anzeigen mit einer relativ geringen Auflösung kann die erforderliche Musterung durch Abscheiden der Phosphormaterialien durch eine Lochmaske erreicht werden. Bei hoch auflösenden Anzeigen stellt die Lochmaskentechnik jedoch keine adäquate Genauigkeit bereit und es müssen photolithografische Verfahren angewandt werden. Photolithografische Techniken erfordern die Abscheidung von Photoresistfilmen und das Ätzen oder Abheben von Teilen des Phosphorfilms, um das erforderliche Muster bereitzustellen.
  • Abscheidung und Entfernung von Photoresistfilmen und Ätzen oder Abheben von Phosphorfilmen erfordert typischerweise die Verwendung von Lösungsmittellösungen, die Wasser oder andere protische Lösungsmittel enthalten. Einige Phosphormaterialien, beispielsweise Strontiumsulfid, sind anfällig für Hydrolyse, und Wasser und protische Lösungsmittel können die Eigenschaften der Phosphormaterialien verschlechtern.
  • Die Unzulänglichkeiten bei Phosphormaterialien sind am ausgeprägtesten bei den Phosphoren, die für blaue Subpixel verwendet werden, und können bis zu einem gewissen Grad durch Vergrößern der Fläche der blauen Subpixel relativ zur Fläche der roten und grünen Subpixel kompensiert werden. Jedoch erfordert eine derartige Designmodifikation eine erhöhte Leistungsfähigkeit von den für die roten und grünen Phosphormaterialien verwendeten Phosphormaterialien, und erfordert die Verwendung von höheren Anzeige-Betriebsspannungen. Die höheren Betriebsspannungen erhöhen den Energieverbrauch der Anzeige, verringern die Zuverlässigkeit und erhöhen die Kosten des Betriebs der Anzeigeelektronik.
  • Traditioneller Weise waren Cer-aktiviertes Strontiumsulfid für Blau und Mangan-aktiviertes Zinksulfid für Rot und Grün die Phosphormaterialien der Wahl für Vollfarben-Elektrolumineszenzanzeigen. Die optische Emission von diesen Phosphormaterialien muss durch einen geeigneten chromatischen Filter geleitet werden, um die notwendigen Farbkoordinaten für rote, grüne und blaue Subpixel zu erhalten, was zu einem Verlust an Luminanz und energetischem Wirkungsgrad führt. Das Mangan-aktivierte Zinksulfidphosphor hat einen relativ großen elektrischoptischen Energiekonversions-Wirkungsgrad von bis zu etwa 10 Lumen pro Watt Eingangsleistung und das Cer-aktivierte Strontiumsulfidphosphor hat einen Energiekonversions-Wirkungsgrad von 1 Lumen pro Watt, was relativ hoch ist für blaue Emission. Jedoch ist die spektrale Emission dieser Phosphore ziemlich breit, wobei sich jene des auf Zinksulfid basierenden Phosphors über das Farbspektrum von grün bis rot erstreckt, und sich jene des auf Strontiumsulfid basierenden Materials über den Bereich von blau bis grün erstreckt. Dies erfordert die Verwendung der optischen Filter, um akzeptable Farbkoordinaten zu erhalten. Die spektrale Emission des Cer-aktivierten Strontiumsulfidphosphors kann durch Steuerung der Abscheidungsbedingungen und der Konzentration des Aktivators in einem gewissen Maß zu Blau hin verschoben werden, aber nicht in dem Maß, das erforderlich wäre, um die Notwendigkeit eines optischen Filters zu eliminieren.
  • Alternative blaue Phosphormaterialien, die engere Emissionsspektren aufweisen, die darauf abgestimmt sind, die für blaue Subpixel erforderlichen Farbkoordinaten bereitzustellen, sind untersucht worden. Diese schließen Cer-aktivierte Erdalkali-Thiogallatverbindungen ein, die gute blaue Farbkoordinaten ergeben, aber relativ geringe Helligkeit und Stabilität aufweisen. Da die Grundmaterialien ternäre Verbindungen sind, ist es relativ schwierig, die Stöchiometrie der Phosphorfilme zu steuern. Europium-aktiviertes Barium-Thioaluminat stellt exzellente blaue Farbkoordinaten und größere Luminanz bereit, ist aber auch eine ternäre Verbindung, dessen Stöchiometrie schwierig zu steuern ist.
  • Vakuumabscheidung von Phosphorfilmen, die Europium-aktiviertes Barium-Thioaluminat enthalten, von einem einzelnen Quellpellet unter Verwendung von Sputtern oder Elektronenstrahlverdampfung hat keine Filme mit großer Helligkeit ergeben. Verbesserte Luminanz von Barium-Thioaluminat-Phosphoren wurde erreicht durch Verwenden einer Abscheidungstechnik mit springendem Elektronenstrahl, um Filme aus zwei Quellpellets abzuscheiden. Die Stöchiometrie des abgeschiedenen Films wird gesteuert durch Steuern der relativen Verweilzeit des Elektronenstrahls, der auf jede der zwei Quellenmaterialien auftrifft. Diese Technik ist jedoch nicht leicht skalierbar, um eine kommerzielle Produktion von großflächigen Anzeigen zu erleichtern, und der Prozess kann nicht gesteuert werden, um Verän derungen bei den Verdampfungsgeschwindigkeiten von den zwei Quellen zu kompensieren, wenn die Abscheidung fortschreitet und die Quellpellets kleiner werden.
  • Ein Verfahren zur Abscheidung von dünnen Filmen aus Zinksulfid auf transparenten Substraten wurde in JP 63-259067 von Shiro Kobayashi et al. offenbart. Verbesserungen bei Verfahren zur Abscheidung von Zusammensetzungen, insbesondere von Phosphoren, zum Verbessern der Luminanz und des Emissionsspektrums von Phosphormaterialien für Elektrolumineszenzanzeigen, die dielektrische Dickfilmschichten verwenden, wären hilfreich.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Ein Verfahren zur Abscheidung von Zusammensetzungen, z. B. Phosphoren, insbesondere ternären oder anderen chemisch komplexen Phosphoren, wurde nun gefunden.
  • Dementsprechend stellt ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Abscheidung eines dünnen Films mit einer vorbestimmten Zusammensetzung auf ein Substrat bereit, wobei die Zusammensetzung eine ternäre, quaternäre oder höhere Verbindung enthält, die Schritte enthaltend:
    • (i) Platzieren eines Pellets aus wenigstens einem Sulfid auf einer ersten Quelle und Platzieren eines Pellets aus wenigstens einem Sulfid auf einer zweiten Quelle, wobei die Sulfide auf der ersten und zweiten Quelle verschieden sind, wobei die Sulfide die Komponenten der Zusammensetzung sind, wobei wenigstens eines der Pellets auf der ersten und zweiten Quelle zusätzlich ein Dotierungsmittel für die Zusammensetzung enthält;
    • (ii) Bewirken von Abscheidung der Zusammensetzung aus der Dampfphase auf das Substrat durch simultanes Verdampfen der Pellets auf der ersten und zweiten Quelle mit getrennten Elektronenstrahlen; und
    • (iii) Überwachen der Verdampfungsgeschwindigkeit des Sulfids von der ersten Quelle mit einer ersten Überwachungseinrichtung für die Beschichtungsgeschwindigkeit und Überwachen der Verdampfungsgeschwindigkeit des Sulfids von der zweiten Quelle mit einer zweiten Überwachungseinrichtung für die Beschichtungsgeschwindigkeit, wobei die erste Überwachungseinrichtung für die Beschichtungsgeschwindigkeit abgeschirmt ist gegen Abscheidung von Sulfid von der zweiten Quelle und die zweite Überwachungseinrichtung für die Beschichtungsgeschwindigkeit abgeschirmt ist gegen Abscheidung von Sulfid von der ersten Quelle.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung befinden sich die erste und zweite Überwachungseinrichtung für die Beschichtungsgeschwindigkeit in einem Abstand von den jeweiligen Quellen, die im wesentlichen der gleiche ist wie der Abstand des Substrats von den Quellen.
  • In einer weiteren Ausführungsform wird die Temperatur der ersten und zweiten Quelle gesteuert. Vorzugsweise wird die Temperatur einer jeden der ersten und zweiten Überwachungseinrichtung für die Beschichtungsgeschwindigkeit überwacht und gesteuert.
  • In weiteren Ausführungsformen ist die Zusammensetzung ein dünner Phosphorfilm oder ein dünner dielektrischer Film.
  • In weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist die Zusammensetzung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus ternären, quaternären oder höheren Zusammensetzungen von wenigstens einem Kation aus den Gruppen IIA und IIB des Periodensystems, insbesondere Thioaluminate, Thiogallate und Thioindate von wenigstens einem Kation aus den Gruppen IIA und IIB des Periodensystems, und Mischungen davon.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die vorerwähnte Zusammensetzung zusätzlich eine Verbindung enthalten, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Thiooxyaluminaten, Thiooxygallaten und Thiooxyindaten von wenigstens einem Kation aus den Gruppen IIA und IIB des Periodensystems, und Mischungen davon.
  • In noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Zusammensetzung eine Mischung aus Thioaluminaten, Thiogallaten und Thioindaten von wenigstens einem Kation aus den Gruppen IIA und IIB des Periodensystems enthalten, mit einem ausgewählten Thiooxyaluminat, Thiooxygallat und/oder Thiooxyindat von wenigstens einem Kation aus den Gruppen IIA und IIB des Periodensystems.
  • In weiteren Ausführungsformen ist Sulfid bei einer dritten Quelle angeordnet, wobei die dritte Quelle eine Überwachungseinrichtung für die Beschichtungsgeschwindigkeit aufweist, die von der ersten und zweiten Quelle abgeschirmt ist, wobei die Beschichtungsgeschwindigkeit von der dritten Quelle überwacht und gesteuert wird. Insbesondere befindet sich die dritte Überwachungseinrichtung für die Beschichtungsgeschwindigkeit in einem Abstand von der dritten Quelle, die im Wesentlichen der gleiche ist, wie der Abstand des Substrats von der Quelle.
  • In weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist das Substrat in den sichtbaren und infraroten Bereichen des elektromagnetischen Spektrums opak.
  • In einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Abscheidung eines dünnen Films einer vorbestimmten Zusammensetzung auf ein Substrat bereit, wobei die Zusammensetzung eine ternäre, quaternäre oder höhere Zusammensetzung enthält, die Schritte enthaltend:
    • (i) Platzieren eines ersten Abscheidungsmaterials bei einer ersten Quelle einer Vorrichtung zur Abscheidung aus der Dampfphase und Platzieren eines zweiten Abscheidungsmaterials bei einer zweiten Quelle einer Vorrichtung zur Abscheidung aus der Dampfphase, wobei das erste und zweite Abscheidungsmaterial verschieden sind, wobei die Komponenten des ersten und zweiten Abscheidungsmaterials in Kombination die vorbestimmte Zusammensetzung ausbilden;
    • (ii) Bestimmen der zeitlichen Variation der Abscheidung der Komponenten auf das Substrat von der ersten und zweiten Quelle durch Überwachen der Verdampfungsgeschwindigkeit von der ersten Quelle mit einer ersten Überwachungseinrichtung für die Beschichtungsgeschwindigkeit und Überwachen der Verdampfungsgeschwindigkeit von der zweiten Quelle mit einer zweiten Überwachungseinrichtung für die Beschichtungsgeschwindigkeit, wobei die erste Überwachungseinrichtung für die Beschichtungsgeschwindigkeit abgeschirmt ist gegen Abscheidung von der zweiten Quelle und die zweite Überwachungseinrichtung für die Beschichtungsgeschwindigkeit abgeschirmt ist gegen Abscheidung von der ersten Quelle; und
    • (iii) Verwenden der zeitlichen Variation zum Steuern der ersten und zweiten Quelle, um so eine homogene zeitliche Abscheidung der Zusammensetzung auf das Substrat durch simultane Abscheidung aus der Dampfphase von den Quellen zu erhalten.
  • In bevorzugten Ausführungsformen des Verfahrens wird die zeitliche Variation erhalten durch Überwachen der Verdampfungsgeschwindigkeit von der ersten Quelle mit einer ersten Überwachungseinrichtung für die Beschichtungsgeschwindigkeit und Überwachen der Verdampfungsgeschwindigkeit von der zweiten Quelle mit einer zweiten Überwachungseinrichtung für die Beschichtungsgeschwindigkeit, wobei die erste Überwachungseinrichtung für die Beschichtungsgeschwindigkeit gegen Abscheidung von der zweiten Quelle abgeschirmt ist und die zweite Überwachungseinrichtung für die Beschichtungsgeschwindigkeit abgeschirmt ist gegen Abscheidung von der ersten Quelle.
  • In einer weiteren Ausführungsform wird das Überwachen verwendet als die Bestimmung zeitlicher Abscheidung von Schritt (ii). Insbesondere kann das Überwachen von Schritt (ii) in Schritt (iii) verwendet werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die abgeschiedene Dünnfilm-Zusammensetzung einer Wärmebehandlung unterzogen. Dieser Temperschritt wird vorzugsweise unter Stickstoff durchgeführt.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die vorliegende Erfindung wird erläutert durch die in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsformen, in denen:
  • 1 eine schematische Darstellung einer Seitenansicht eines Zweielektronenstrahl-Verdampfers ist;
  • 2 eine schematische Darstellung einer Draufsicht des Zweielektronenstrahl-Verdampfers von 1 ist;
  • 3 eine schematische Darstellung eines Abschnitts eines Elektrolumineszenzelements ist, das eine dielektrische Dickfilmschicht und eine Phosphor-Zusammensetzung enthält;
  • 4 eine schematische Darstellung einer Draufsicht eines Vollfarben-Elektrolumineszenzpixels und seiner einzelnen Subpixel ist; und
  • 5 eine grafische Darstellung von Photolumineszenz und CIE-Farbe gegen "a" von in einer Dickfilm-Elektrolumineszenz-Vorrichtung inkorporierten Phosphormaterialien mit der Formel BaaCa1-aAl2S4:Eu ist.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Abscheidung von ternären, quaternären und höheren Verbindungen, einschließlich weiterer chemisch komplexer Zusammensetzungen, insbesondere Phosphoren, um die gewünschte Stöchiometrie und Phosphorfilme mit großer Energieeffizienz und großer Helligkeit zu erhalten. Phosphore in der Form von ternären, quaternären oder höheren Verbindungen können abgeschieden werden, um große Elektrolumineszenz bereitzustellen. Jedoch muss das Verhältnis der drei oder vier oder mehr enthaltenen Elemente innerhalb enger Toleranzen gesteuert werden. Eine Steuerung der Stöchiometrie ist wichtig zum Erreichen einer optimalen Leistungsfähigkeit des Phosphors. Wenn in einigen Ausführungsformen der Erfindung die Stöchiometrie des Phosphors nicht ausreichend gesteuert wird, kann das Phosphormaterial mehr als eine Kristallphase ausbilden, wodurch sich die Helligkeit und Energieeffizienz des Phosphors verringert und sich die Farbkoordinaten des Emissionsspektrums von gewünschten Werten wegbewegen. In den weiteren Ausführungsformen kann der Phosphor einen zusammengesetzten Film mit mehr als einer Kristallphase aufweisen. In solchen Ausführungsformen könnte der Lichterzeugungsmechanismus eine kaskadierende Anregung umfassen, wonach die injizierten Elektronen eine kurze Wellenlänge sichtbaren oder ultravioletten Lichts in einer der Phasen aktivieren, die danach eine verwendbare sichtbare Wellenlänge an Licht in einer zweiten oder dritten Phase anregt. Bei diesen Ausführungsformen ist die Steuerung des Verhältnisses der relativen Häufigkeit der enthaltenen Phasen wichtig, um die Helligkeit und Farbkoordinaten des zusammengesetzten Phosphormaterials zu optimieren.
  • In der vorliegenden Erfindung wird die Steuerung der Stöchiometrie während der Abscheidung durch Verwenden von zwei oder mehr Abscheidungsquellen mit unterschiedlichen chemischen Zusammensetzungen bewirkt, zusammen mit einem Abscheidungsgeschwindigkeits-Messsystem für wenigstens zwei der Quellen, das die Abscheidungsgeschwindigkeit für diese Quellen unabhängig von der Abscheidungsgeschwindigkeit der übrigen Quellmaterialien misst, und einem Feedback-System, das die relativen Abscheidungsgeschwindigkeiten entsprechend den gemessenen Geschwindigkeiten steuert. Es wird davon ausgegangen, dass die Erfindung bei einer Vielzahl von physikalischen Dampfabscheidungstechniken anwendbar ist, einschließlich aber nicht beschränkt auf Elektronenstrahlverdampfung, thermische Verdampfung, Sputtern und reaktive Sputterverfahren.
  • Wie nachfolgend beispielhaft erläutert ist, können Phosphormaterialien, die Europium-aktiviertes Calcium-Thioaluminat (CaAl2S4:Eu), Barium-Thioaluminat (BaAl2S4:Eu) und Barium-Calcium-Thioaluminat (BaaCa1-aAl2S4:Eu) enthalten, unter Verwendung des hier beschriebenen Verfahrens abgeschieden werden, und haben große Luminanz und Energieeffizienz gezeigt. Es wird angenommen, dass das Verfahren auch bei weiteren ternären, quaternären oder höheren Thioaluminat-, Thiogallat- und Thioindat-Phosphoren und Zusammensetzungen davon anwendbar ist, die mit dem Kation oder Kationen für diese Verbindungen synthetisiert sind, die ausgewählt sind aus den Gruppen IIA und IIB des Periodensystems der Elemente. Beispiele solcher Kationen schließen ein Barium, Calcium, Strontium, Magnesium, Zink und Cadmium. Es wird auch angenommen, dass das Verfahren anwendbar ist für weitere ternäre, quaternäre oder höhere Zusammensetzungen, insbesondere für Zusammensetzungen, die mit Kationen der Gruppen IIA und IIB des Periodensystems ausgebildet sind. Die Verwendbarkeit der Erfindung erstreckt sich auf die Abscheidung von ternären, quaternären oder höheren dielektrischen Einphasenfilmen, die in Nachbarschaft zu den Phosphorfilmen abgeschieden werden können, um die Leistungsfähigkeit des Phosphors zu erhöhen.
  • Die abgeschiedenen erfindungsgemäßen Dünnfilm-Zusammensetzungen können zusätzlich eine Verbindung enthalten, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Thiooxyaluminaten, Thiooxygallaten und Thiooxyindaten von wenigstens einem Kation der Gruppen IIA und IIB des Periodensystems, und Mischungen davon. In einem Aspekt kann dies seine Ursache in der Anwesenheit von Sauerstoff in den Sulfid-Ausgangsmaterialien haben, beispielsweise im Aluminiumsulfid, das mit Sauerstoff reagiert, um Aluminiumoxid oder -sulfat auszubilden. Die Anwesenheit von Oxysulfiden ist derart, dass sie nicht nachteilig für die resultierende Abscheidung oder charakteristische Eigenschaften der Zusammensetzung als ein Phosphorfilm mit großer Helligkeit ist.
  • Die Phosphor-Zusammensetzungen können mit einer Vielzahl an Dotierungsmittel aktiviert sein, insbesondere Europium und Cer.
  • Es wird angenommen, dass die Erfindung anwendbar ist für jede auf einem Substrat abgeschiedene ternäre, quaternäre oder höhere Zusammensetzung. Es ist selbstverständlich, dass die verschiedenen Quellmaterialien so ausgewählt werden, dass ein Dampf zur Kondensation auf dem Substrat erzeugt werden kann. Das bevorzugte Substrat ist ein Substrat, das in den sichtbaren und infraroten Bereichen des elektromagnetischen Spektrums opak ist. Insbesondere ist das Substrat eine dielektrische Dickfilmschicht auf einem keramischen Substrat. Beispiele solcher Substrate schließen ein Aluminiumoxid und Metall-Keramik-Composite.
  • Wie hier diskutiert wird, werden Komponenten des Phosphors auf jede der Quellen platziert. Wenn der Phosphor beispielsweise CaAlS4:Eu ist, dann wird Al2S3 auf einer Quelle platziert und Europium-dotiertes CaS auf der anderen Quelle. Wenn der Phosphor BaaCa1-aAl2S4:Eu ist, dann wird vorzugsweise Al2S3 auf einer Quelle platziert und eine Europium-dotierte Mischung aus BaS und CaS mit den durch "a" und "1-a" definierten Verhältnissen auf der anderen Quelle platziert.
  • In bevorzugten Ausführungsformen sind die Phosphore Europium-aktivierte Barium-Calcium-Thioaluminate, von denen angenommen wird, dass sie weniger für Hydrolyse anfällig sind als Cer-aktiviertes Strontiumsulfid, was es somit leichter macht, Muster mit ihnen unter Verwendung von Photolithographietechniken herzustellen.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zum Abscheiden von Mehrelement-Dünnfilmen für elektrolumineszente Phosphore und benachbarte dielektrische Schichten, von denen Elektronen in die Phosphore injiziert werden, die eine große Helligkeit und eine Emissionsfarbe bereitstellen.
  • 1 zeigt eine Seitenansicht des Zweielektronenstrahl-Verdampfers, der eine Apparatur ist, die im Allgemeinen durch 10 bezeichnet wird. Apparatur 10 hat Quellmaterialien 12 und 14. Eine Kristallgeschwindigkeits-Überwachungseinrichtung 16 ist in der Nähe des Substrats 18 angeordnet und befindet sich hinter einer Abschirmung 20. Die Abschirmung 20 ist so angeordnet, dass sie Abscheidungen von Verdampfungsgut vom Quellmaterial 12 erhält, aber nicht vom Quellmaterial 14. Auf ähnliche Weise ist eine Kristallgeschwindigkeits-Überwachungseinrichtung 22 in der Nähe des Substrats 18 angeordnet, in einer Position gegenüber der Kristallgeschwindigkeits-Überwachungseinrichtung 16, und befindet sich hinter einer Abschirmung 24. Die Abschirmung 24 ist so angeordnet, dass sie Abscheidungen von Verdampfungsgut vom Quellmaterial 14 erhält, aber nicht vom Quellmaterial 12.
  • Kristallgeschwindigkeits-Überwachungseinrichtungen 16 und 22 sind benachbart zum Substrat 18 angeordnet, in einer Position, die vorzugsweise so nahe ist, wie dies praktisch ist. Bei der Steuerung des Verfahrens können Unterschiede bei den Abständen zugelassen werden. Eine Anordnung der Kristallgeschwindigkeits-Überwachungseinrichtungen 16 und 22 entfernt von den Quellmaterialien 12 und 14 aber nahe am Substrat 18 überwacht die Abscheidung der Quellmaterialien auf dem Substrat 18 genauer.
  • Substrat 18 ist, wie angegeben, drehbar.
  • Nachdem der dünne Film auf dem Substrat abgeschieden ist, wird eine Wärmebehandlung durchgeführt, vorzugsweise unter Stickstoff. Ein solches Tempern wird bei Temperaturen von zwischen etwa 700°C und etwa 1000°C durchge führt. Es ist für eine Fachkraft selbstverständlich, das Spurenmengen an Sauerstoff während dieses Wärmebehandlungsschritts eingeführt werden können, was zu der Ausbildung von kleinen Mengen an Oxysulfiden in der abgeschiedenen Zusammensetzung führt, wobei solche Mengen für die resultierende Abscheidung oder charakteristische Eigenschaften der Zusammensetzung als ein Phosphorfilm mit großer Helligkeit nicht nachteilig sind.
  • Im Betrieb sind die entsprechenden Proben an Quellmaterial, wie hier diskutiert wird, als Quellmaterialien 12 und 14 platziert. Getrennte Elektronenstrahlerzeuger sind auf jedes der Quellmaterialien 12 und 14 gerichtet und werden simultan betrieben. Die Flussdichte an Verdampfungsgut vom Quellmaterial 12 wird durch die Kristallgeschwindigkeits-Überwachungseinrichtung 16 und die vom Quellmaterial 14 durch die Kristallgeschwindigkeits-Überwachungseinrichtung 22 überwacht. Ein auf Computer basierendes Feedback-System wird verwendet, um die Verdampfung von jedem der Quellmaterialien 12 und 14 unter Verwendung der Kristallgeschwindigkeits-Überwachungseinrichtungen 16 bzw. 22 zu steuern. Somit wird die Verdampfungsgeschwindigkeit von jedem Quellmaterial unabhängig gesteuert. Darüber hinaus erleichtert die unabhängige Steuerung die Steuerung der Abscheidung des Phosphors auf dem Substrat 18, um eine optimale Leistungsfähigkeit der Phosphore mit einer ternären, quaternären oder höheren Elementzusammensetzung zu erreichen. Während der Abscheidung dreht sich das Substrat 18.
  • Es ist selbstverständlich, das mehr als zwei Quellmaterialien verwendet werden können, wenn dies für die Phosphor-Zusammensetzung sinnvoll ist.
  • Die Abscheidung der Zusammensetzung kann in einer Atmosphäre aus H2S, Schwefel oder anderen flüchtigen Schwefel enthaltenden Verbindungen durchgeführt werden, die den Phosphorfilm nicht kontaminieren, wenn er abgeschieden wird, wenn die Tendenz dazu besteht, dass die abgeschiedene Verbindung zu wenig Schwefel enthält. Es kann in einigen Fällen jedoch möglich sein, das Verfahren ohne eine Atmosphäre aus H2S durchzuführen. Obwohl es bevorzugt wird, das Verfahren in einer Atmosphäre aus im Wesentlichen H2S durchzuführen, ist es für eine Fachkraft selbstverständlich, dass es möglich ist, das erfindungsgemäße Verfahren in einer Atmosphäre durchzuführen, in der auch kleine oder Spurenmengen an Sauerstoff vorhanden sein dürfen. Insoweit ist die Atmosphäre hauptsächlich H2S mit kleinen Mengen oder Spuren an Sauerstoff. Die Wärmebehandlung kann zur Anwesenheit von kleinen Mengen an Oxysulfiden führen, die in der Zusammensetzung vorhanden sind, wobei solche Mengen nicht nachteilig für die resultierende Abscheidung oder charakteristische Eigenschaften der Zusammensetzung als ein Phosphorfilm mit großer Helligkeit sind. Es ist selbstverständlich, dass der Haftkoeffizient, auch bekannt als Kondensationsgeschwindigkeit, eines individuellen Verdampfungsguts auf den entsprechenden Geschwindigkeits-Überwachungseinrichtungen unterschiedlich sein kann, und sich im allgemeinen von dem Haftkoeffizient des Verdampfungsguts unterscheiden wird, wenn dieses auf dem Substrat coabgeschieden wird. Daher müssen die Unterschiede bei den Haftkoeffizienten verstanden werden, um eine Optimierung der Co-Abscheidung auf dem Substrat zu erhalten.
  • 2 zeigt eine Draufsicht von Apparatur 10. In 2 gibt es vier Plattformen 26A, 26B, 26C und 26D, die sich alle drehen. Substrat 18 ist auf Plattform 26C gezeigt. Wie bemerkt werden wird, sind Quellmaterialien 12 und 14 weit voneinander entfernt, wobei jedes Quellmaterial näher zu den jeweiligen Kristall-Überwachungseinrichtungen 16 und 22, und den Abschirmungen 20 und 24 angeordnet ist.
  • In einer Ausführungsform enthält die Abscheidungsapparatur ein TemescalTM-Elektronenstrahlverdampfungssystem mit vier 40 cc Quellmaterialaufnahmen. Die Apparatur hat zwei Temescal STIH-270-3CK Elektronenstrahlerzeuger und zwei unabhängige Abscheidungsgeschwindigkeits-Feedback-Steuerungssysteme, von denen jedes programmierbare MDC e-Vap Wobbelsteuerungen, MDC e-Vap Quellsteuerungen, Sycon STC-200 Abscheidungsgeschwindigkeits-Steuerungen und MDC e-Vap CVS-15KW Elektronenstrahl-Stromversorgungen einschließt. Es kann eine andere Apparatur verwendet werden.
  • Die vorliegende Erfindung wird weiter durch die in den 3 und 4 gezeigte Ausführungsform erläutert. 3 zeigt einen Querschnitt einer einen Phosphor verwendenden Elektrolumineszenz-Vorrichtung. 4 zeigt eine Draufsicht der Elektrolumineszenz-Vorrichtung. Die im Allgemeinen mit 40 bezeichnete Elektrolumineszenz-Vorrichtung hat ein Substrat 42, auf dem eine Reihenelektrode (Orig.: "row electrode") 44 angeordnet ist. Auf einem Dickfilm-Dielektrikum 46 befindet sich ein Dünnfilm-Dielektrikum 48. Das Dünnfilm-Dielektrikum 48 ist mit drei darauf angeordneten Pixelspalten gezeigt, die mit 50, 52 und 54 bezeichnet sind. Die Pixelspalten enthalten Phosphore, um die drei Grundfarben bereitzustellen, d. h. Rot, Grün und Blau. Pixelspalte 50 hat roten Phosphor 56 in Kontakt mit dem Dünnfilm-Dielektrikum 48 angeordnet. Ein weiteres Dünnfilm-Dielektrikum 58 ist auf dem roten Phosphor 56 angeordnet, und Spaltenelektrode (Orig.: column electrode) 60 ist auf dem Dünnfilm-Dielektrikum 58 angeordnet. Auf ähnliche Weise hat Pixelspalte 52 grünen Phosphor 62 auf einem Dünnfilm-Dielektrikum 48, mit Dünnfilm-Dielektrikum 64 und Spaltenelektrode 66 darauf. Pixelspalte 54 hat blauen Phosphor 68 auf einem Dünnfilm-Dielektrikum 48, mit einem Dünnfilm-Dielektrikum 70 und einer Spaltenelektrode 72 darauf.
  • In einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Abscheidung eines dünnen Films mit einer vorbestimmten Zusammensetzung auf ein Substrat bereit, wobei die Zusammensetzung eine ternäre, quaternäre oder höhere Zusammensetzung enthält. In dieser Ausführungsform wird ein erstes Abscheidungsmaterial bei einer ersten Quelle einer Dampfabscheidungsapparatur platziert und ein zweites Abscheidungsmaterial wird bei einer zweiten Quelle der Dampfabscheidungsapparatur platziert. Das erste und zweite Abscheidungsmaterial sind verschieden, und können Sulfide sein oder auch nicht. Die Komponenten des ersten und zweiten Abscheidungsmaterials bilden in Kombination die vorbestimmte Zusammensetzung aus. Simultane Dampfabscheidung von der ersten und zweiten Quelle wird bewirkt, um die vorbestimmte Zusammensetzung auf dem Substrat auszubilden. Die simultane Dampfabscheidung kann Sputtern, Elektronenstrahl- oder thermische Verdampfung sein, oder eine andere Art simultaner Dampfabscheidung. Bei dieser Ausführungsform wird die zeitliche Variation der Abscheidung der Komponenten auf das Substrat von der ersten und zweiten Quelle ermittelt. Die zeitliche Variation wird zum Steuern der ersten und zweiten Quelle verwendet, z. B. durch Steuern der Temperatur der Quellen, um so eine homogene zeitliche Abscheidung der Zusammensetzung auf das Substrat durch simultane Dampfabscheidung von den Quellen zu erhalten.
  • In bevorzugten Ausführungsformen des Verfahrens wird die zeitliche Variation erhalten durch Überwachen der Verdampfungsgeschwindigkeit von der ersten Quelle mit einer ersten Überwachungseinrichtung für die Beschichtungsgeschwindigkeit und durch Überwachen der Verdampfungsgeschwindigkeit von der zweiten Quelle mit einer zweiten Überwachungseinrichtung für die Beschichtungsgeschwindigkeit. Die erste Überwachungseinrichtung für die Beschichtungsgeschwindigkeit ist gegen Abscheidung von der zweiten Quelle abgeschirmt und die zweite Überwachungseinrichtung für die Beschichtungsgeschwindigkeit ist gegen Abscheidung von der ersten Quelle abgeschirmt. Die Überwachung wird vorzugsweise verwendet für die Ermittlung der zeitlichen Abscheidung von Schritt (ii). Insbesondere kann die Überwachung von Schritt (ii) in Schritt (iii) verwendet werden.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Abscheidung von Multielement-Dünnfilmen mit gesteuerter Zusammensetzung zur Verwendung als elektrolumineszierende Phosphore bereit, die durch Anpassen der Filmzusammensetzung eingestellt werden können. Das Verfahren bedingt die Verwendung von wenigstens zwei Quellmaterialien, die abgeschieden werden können, beispielsweise unter Verwendung von physikalischen Niederdruck-Dampfabscheidungsverfahren und in der Abscheidungskammer platzierte Überwachungseinrichtungen für die Abscheidungsgeschwindigkeit, die unabhängig die Abscheidungsgeschwindigkeit eines jeden Quellmaterials messen können. Die Geschwindigkeits-Überwachungseinrichtungen können in Kombination mit einer geeigneten Feedback-Steuerung dazu verwendet werden, die Zusammensetzungen der abgeschiedenen Filme zu steuern, die die kombinierte Elementzusammensetzung der Quellmaterialien enthalten. Solche Filme können eine ternäre oder quaternäre Elementzusammensetzung enthalten, aber durch die Verwendung von mehreren Quellen sind auch Filme möglich, die eine größere Zahl an Elementen einschließen. Die Helligkeit und die Emissionsspektren von elektrolumineszenten Phosphorfilmen kann durch Steuern und Einstellen der Elementzusammensetzung der Filme optimiert werden.
  • Somit stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Abscheidung von ternären, quaternären oder höheren Phosphor-Zusammensetzungen bereit, insbesondere auf ein opakes Substrat. Das Verfahren gestattet eine Steuerung der relativen Abscheidungsgeschwindigkeiten aus mehr als einer Quelle, um verbesserte elektrolumineszente Phosphore bereitzustellen, insbesondere Phosphore mit einer konsistenteren Zusammensetzung. Es wird davon ausgegangen, dass die erhaltenen Phosphore größere Helligkeit und verbesserte Emissionsfarbe zeigen.
  • Die obige Offenbarung beschreibt die vorliegende Erfindung im Allgemeinen. Ein vollständigeres Verständnis kann durch die folgenden speziellen Beispiele erhalten werden. Diese Beispiele werden nur zu dem Zweck einer Veranschaulichung beschrieben, und sind nicht dazu gedacht, den Bereich der Erfindung zu beschränken. Änderungen in Form und Ersatz von Äquivalenten sind mit umfasst, wie es die Umstände nahe legen oder sinnvoll machen. Obwohl hier spezielle Ausdrücke verwendet wurden, sind solche Begriffe in einer beschreibenden Bedeutung gedacht, und nicht zu dem Zweck einer Beschränkung.
  • BEISPIEL I
  • Eine Serie an Europium-dotierten Barium-Calcium-Thioaluminat-Pulvern wurde durch Mischen von Pulvern von Bariumsulfid, Calciumsulfid, Aluminiumsulfid und Europiumsulfid in verschiedenen Verhältnissen hergestellt. Die gemischten Pulver wurden gepresst, um Pellets mit einem Durchmesser von 1,3 cm und einer Höhe von 0,75 cm auszubilden. In der Probenserie wurde der Anteil "a" in der Formel BaaCa1-aAl2S4:Eu wie folgt variiert: 0, 0,1, 0,3, 0,5, 0,7, 0,9 und 1,0. Alle Phosphormaterialien hatten eine nominelle Konzentration an Europium entsprechend 3 Atom% der Summe der Barium- und Calciumkonzentrationen. Die Pellets wurden bei 900°C über 20 Minuten in Stickstoff getempert.
  • Die Photolumineszenz der Pulver wurde durch Beleuchtung des Pulvers unter einer UV-Lichtquelle bewertet. Mit Zunahme der Konzentration von "a" von 0 bis 1, d. h. von CaAl2S4:Eu bis BaAl2S4:Eu, und Photostimulierung der Phosphorpellets unter Verwendung von UV-Licht mit 365 Nanometer, wurde gefunden, dass die CIE-Farbkoordinate "x" von 0,17 auf 0,15 abnahm und die CIE-Farbkoordinate "y" von 0,67 auf 0,15 abnahm. Die Photolumineszenz nahm von 98 auf 45 cd/m2 ab. Die Farbe der Pellets veränderte sich allmählich von Grün zu Blau. Die Veränderung in der physikalischen Erscheinung der Pellets war ebenfalls sichtbar. Bei a=0,7 und darunter war die Farbe der Pellets für das bloße Auge grünlich.
  • Die Photolumineszenzemission und Farbkoordinaten für Pellets mit verschiedenen "a"-Werten sind in 5 gezeigt.
  • BEISPIEL II
  • Ein Europium-dotierter Calcium-Thioaluminat-Phosphorfilm von dem in Beispiel I beschriebenen Typ mit a = 0 wurde auf einem opaken Dickfilmsubstrat unter Verwendung des oben beschriebenen Zweiquellenverfahrens und der oben beschriebenen Apparatur ausgebildet.
  • Einer der zwei zum Abscheiden des Phosphors verwendeten Quellmaterialien war ein zu einem Pellet ausgebildetes Aluminiumsulfid (Al2S3). Dieses Pellet wurde nicht getempert. Das andere Quellmaterial war ein Europium-dotiertes Calciumsulfid-Pellet (CaS:Eu). Dieses Pellet wurde bei 800°C über 20 Minuten in Stickstoff getempert. Der Durchmesser und die Höhe des Al2S3- und des CaS:Eu-Pellets betrug jeweils 2,5 bzw. 1,8 Zentimeter. Die Pellets wurden langsam entgast und mit einem schwachen Elektronenstrahlstrom von ihren jeweiligen Elektronenerzeugern vorbehandelt.
  • Das Substrat war Aluminiumoxid auf dem ein Gold-Elektrodenmuster abgeschieden war und das überdeckt war mit einer eine große Dielektrizitätskonstante aufweisenden dielektrischen Dickfilmschicht, die mit Blei-Zirkonat-Titanat beschichtetes PMN-PT enthielt, und weiter überdeckt war mit einer Dünnfilmschicht aus Aluminiumoxid. PMN-PT ist ein Material, das Blei bzw. Blei- und Magnesium-Niobate und -Titanate einschließt.
  • Während der Phosphorabscheidung wurden sowohl das AL2S3- als auch das CaS:Eu-Material simultan in einer einen Schwefelwasserstoff-Partialdruck von 0,027 Pa (2 × 10–4 Torr) aufweisenden Atmosphäre verdampft. Die Abscheidungssubstrattemperatur betrug in etwa 500°C. Die Abscheidungsgeschwindigkeiten von Al2S3 und CaS:Eu betrugen 2,8 bzw. 1,8 Angström pro Sekunde, wie unabhängig voneinander unter Verwendung der zwei Abscheidungsgeschwindigkeits-Überwachungssysteme gemessen wurde. Es ist selbstverständlich, dass die relativen Abscheidungsgeschwindigkeiten angepasst werden müssen, um Unterschiede zwischen dem Haftkoeffizient der zwei Quellmaterialien auf den Geschwindigkeits-Überwachungseinrichtungen und den Haftkoeffizienten der kombinierten Materialien auf dem Werkstücksubstrat zu berücksichtigen.
  • Die Dicke des CaAl2S4:Eu-Phosphorfilms betrug 2300 Angström, wie unter Verwendung von Rasterelektronenmikroskopie gemessen wurde. Beispiele von Strukturen, die die Phosphorfilme enthalten, sind im Querschnitt und in Draufsicht in den 3 und 4 gezeigt. Die abgeschiedenen Phosphore wurden nach der Abscheidung bei einer Temperatur von etwa 700°C über 2 Minuten unter Stickstoff getempert. Um die Testvorrichtung fertig zu stellen, wurde ein zweiter Aluminiumoxid-Dünnfilm auf der Oberseite der Phosphorschicht abgeschieden, und eine zweite Indium-Zinnoxid enthaltende Elektrodenstruktur wurde auf der Oberseite der Aluminiumoxid-Schicht abgeschieden.
  • Der erhaltene Phosphor stellte einen relativ großen Energiekonversions-Wirkungsgrad und eine Helligkeit von 90 Candela pro Quadratmeter mit ungefilterten CIE-Farbkoordinaten von x=0,19 und y=0,62 bereit, wenn es mit einer Anregungsfrequenz von 120 Hz bei einer Spannung von 70 Volt oberhalb der Schwellenspannung von 190 Volt und einer Impulsdauer von 30 μSekunden betrieben wurde. Die Emissionsspitzenwellenlänge sowohl vom Photolumineszenz- als auch Elektrolumineszenzspektrum war 515 nm.
  • Im Vergleich dazu wurde in JP 8-134440 der Mitsui Mining & Smelting Ltd und Sharp Corporation, veröffentlicht am 28. Mai 1996, berichtet, dass Elektrolumineszenzhelligkeit von gesputterten CaAl2S:Eu-Phosphor-Dünnfilmen 1 cd/m2 bei einer Anregungsfrequenz von 1 kHz mit CIE-Koordinaten von x=0,13, y=0,377 betrug. Mit dem Verfahren der vorliegenden Erfindung stellt das gleiche Phosphormaterial viel größere Helligkeit und verbesserte Farbsättigung bereit, wobei die Helligkeit in etwa zwei Größenordnungen größer ist.
  • BEISPIEL III
  • Ein Phosphorfilm wurde unter Verwendung des in Beispiel I beschriebenen Materials mit a=1 hergestellt. Das verwendete Verfahren war das gleiche wie jenes, das in Beispiel I beschrieben ist. Für diesen Phosphor wurde ein Pellet aus Al2S3 ausgebildet und das andere Pellet wurde aus der erforderlichen Mischung von Bariumsulfid und Europiumsulfid ausgebildet. Die Dicke des BaAl2S4:Eu-Phosphorfilms betrug 2700 Angström, gemessen unter Verwendung von Rasterelektronenmikroskopie.
  • Bei der Zusammensetzung mit a=0, d. h. CaAl2S4:Eu, und unter Verwendung einer Anregungsfrequenz von 120 Hz und einer Impulsdauer von 30 μSekunden, hatte – wie in Beispiel I berichtet – das Elektrolumineszenzpixel eine Helligkeit von 90 cd/m2 bei 70 Volt über der Schwellenspannung von 180 Volt, wobei ihre CIE-Farbkoordinaten x=0,19 und y=0,62 betrugen. Dies ist einigermaßen ähnlich zu den Photolumineszenzwerten, die für die Pellets beobachtet wurden, die die gleiche nominale Zusammensetzung aufweisen.
  • Bei der Zusammensetzung mit a=1, d. h. BaAl2S4:Eu betrug die Luminanz etwa 40 cd/m2 bei 70 Volt oberhalb der Schwellenspannung von 190 Volt. Die CIE-Farbkoordinaten betrugen x=0,15 und y=0,14, was wieder den Photolumineszenzwerten ähnlich ist, die bei Pellets mit der gleichen nominalen Zusammensetzung beobachtet wurden.
  • Die ähnlichen Ergebnisse für die Elektrolumineszenz-Farbkoordinaten der abgeschiedenen Filme und jener der Photolumineszenz von gepressten Pulvern stellt einen guten Nachweis dafür bereit, dass die Zusammensetzung der Dünnfilme nahe bei jenen der entsprechenden Pulver lag und dafür, dass das Zweiquellen- Abscheidungsverfahren eine gute Steuerung der bzw. Kontrolle über die Stöchiometrie der abgeschiedenen Filme erleichtert.
  • Obwohl bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung hier detailliert beschrieben worden sind, ist es für Fachleute selbstverständlich, das Variationen davon vorgenommen werden können, ohne den Bereich der beigefügten Ansprüche zu verlassen.

Claims (44)

  1. Verfahren zur Abscheidung eines dünnen Films mit einer vorbestimmten Zusammensetzung auf ein Substrat, wobei die Zusammensetzung eine ternäre, quaternäre oder höhere Zusammensetzung enthält, die Schritte enthaltend: (i) Platzieren eines Pellets aus wenigstens einem Sulfid auf einer ersten Quelle und Platzieren eines Pellets aus wenigstens einem Sulfid auf einer zweiten Quelle, wobei die Sulfide auf der ersten und zweiten Quelle verschieden sind, wobei die Sulfide die Komponenten der Zusammensetzung sind, wobei wenigstens einer der Pellets auf der ersten und zweiten Quelle zusätzlich ein Dotierungsmittel für die Zusammensetzung enthält; (ii) Bewirken von Abscheidung der Zusammensetzung aus der Dampfphase auf das Substrat durch simultanes Verdampfen der Pellets auf der ersten und zweiten Quelle mit getrennten Elektronenstrahlen; und (iii) Überwachen der Verdampfungsgeschwindigkeit des Sulfids von der ersten Quelle mit einer ersten Überwachungseinrichtung für die Beschichtungsgeschwindigkeit und Überwachen der Verdampfungsgeschwindigkeit des Sulfids von der zweiten Quelle mit einer zweiten Überwachungseinrichtung für die Beschichtungsgeschwindigkeit, wobei die erste Überwachungseinrichtung für die Beschichtungsgeschwindigkeit abgeschirmt ist gegen Abscheidung von Sulfid von der zweiten Quelle und die zweite Überwachungseinrichtung für die Beschichtungsgeschwindigkeit abgeschirmt ist gegen Abscheidung von Sulfid von der ersten Quelle.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem in Schritt (ii) die Temperatur der ersten und zweiten Quelle gesteuert wird.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem in Schritt (iii) die Temperatur einer jeden der ersten und zweiten Überwachungseinrichtung für die Beschichtungsgeschwindigkeit überwacht und gesteuert wird.
  4. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Zusammensetzung ein dünner Phosphorfilm ist.
  5. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Zusammensetzung ein dünner dielektrischer Film ist.
  6. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Zusammensetzung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus ternären, quaternären und höheren Zusammensetzungen von wenigstens einem Kation aus den Gruppen IIA und IIB des Periodensystems.
  7. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Zusammensetzung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Thioaluminaten, Thiogallaten und Thioindaten von wenigstens einem Kation aus den Gruppen IIA und IIB des Periodensystems.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die Zusammensetzung zusätzlich Verbindungen enthält, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Thiooxyaluminaten, Thiooxygallaten und Thiooxyindaten von wenigstens einem Kation aus den Gruppen IIA und IIB des Periodensystems.
  9. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 6 bis 8, bei dem das Kation ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Barium, Calcium, Strontium, Magnesium, Zink und Cadmium, und Mischungen davon.
  10. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 6 bis 9, bei dem die Zusammensetzung eine ternäre Zusammensetzung ist.
  11. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 6 bis 9, bei dem die Zusammensetzung eine quaternäre Zusammensetzung ist.
  12. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 6 bis 9, bei dem die Zusammensetzung die Formel BaaCa1-aAl2S4:Eu aufweist, wobei "a" im Bereich von 0 bis 1 liegt.
  13. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 6 bis 9, bei dem die Zusammensetzung CaAl2S4:Eu ist.
  14. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem in Schritt (i) Sulfid bei einer dritten Quelle angeordnet ist, wobei die dritte Quelle eine Überwachungseinrichtung für die Beschichtungsgeschwindigkeit aufweist, die von der ersten und zweiten Quelle abgeschirmt ist, und wobei die Beschichtungsgeschwindigkeit von der dritten Quelle überwacht und gesteuert wird.
  15. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 13, bei dem in Schritt (i) das Dotierungsmittel bei der dritten Quelle angeordnet ist, wobei die dritte Quelle eine Überwachungseinrichtung für die Beschichtungsgeschwindigkeit aufweist, die von der ersten und zweiten Quelle abgeschirmt ist, wobei die Beschichtungsgeschwindigkeit von der dritten Quelle überwacht und gesteuert wird.
  16. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Substrat in den sichtbaren und infraroten Bereichen des elektromagnetischen Spektrums opak ist.
  17. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem in Schritt (iii) Abscheidung aus der Dampfphase in einer im wesentlichen aus H2S bestehenden Atmosphäre durchgeführt wird.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem die Atmosphäre zusätzlich Sauerstoff enthält.
  19. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Verfahren als zusätzlichen Schritt iv) Wärmebehandlung der abgeschiedenen Zusammensetzung enthält.
  20. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Substrattemperatur überwacht wird.
  21. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die auf dem Substrat abgeschiedene Zusammensetzung eine einzelne Kristallphase ist.
  22. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 20, bei dem die auf dem Substrat abgeschiedene Zusammensetzung mehr als eine Kristallphase ist.
  23. Verfahren zur Abscheidung eines dünnen Films mit einer vorbestimmten Zusammensetzung auf ein Substrat, wobei die Zusammensetzung eine ternäre, quaternäre oder höhere Zusammensetzung enthält, die Schritte enthaltend: (i) Platzieren eines ersten Abscheidungsmaterials bei einer ersten Quelle einer Vorrichtung zur Abscheidung aus der Dampfphase und Platzieren eines zweiten Abscheidungsmaterials bei einer zweiten Quelle der Vorrichtung zur Abscheidung aus der Dampfphase, wobei das erste und zweite Abscheidungsmaterial verschieden sind, wobei die Komponenten des ersten und zweiten Abscheidungsmaterials in Kombination die vorbestimmte Zusammensetzung ausbilden; (ii) Bestimmen der zeitlichen Variation der Abscheidung der Komponenten auf das Substrat von der ersten und zweiten Quelle durch Überwachen der Verdampfungsgeschwindigkeit von der ersten Quelle mit einer ersten Überwachungseinrichtung für die Beschichtungsgeschwindigkeit und Überwachen der Verdampfungsgeschwindigkeit von der zweiten Quelle mit einer zweiten Überwachungseinrichtung für die Beschichtungsgeschwindigkeit, wobei die erste Überwachungseinrichtung für die Beschichtungsgeschwindigkeit abgeschirmt ist gegen Abscheidung von der zweiten Quelle und die zweite Überwachungseinrichtung für die Beschichtungsgeschwindigkeit abgeschirmt ist gegen Abscheidung von der ersten Quelle; und (iii) Verwenden der zeitlichen Variation zum Steuern der ersten und zweiten Quelle, um so eine homogene zeitliche Abscheidung der Zusammensetzung auf das Substrat durch simultane Abscheidung aus der Dampfphase von den Quellen zu erhalten.
  24. Verfahren nach Anspruch 23, bei dem die Überwachung von Schritt (ii) in Schritt (iii) verwendet wird.
  25. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 oder 24, bei dem die Zusammensetzung ein dünner dielektrischer Film ist.
  26. Verfahren nach Anspruch 25 mit dem zusätzlichen Schritt einer Abscheidung eines Phosphors benachbart zu dem dünnen dielektrischen Film.
  27. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 oder 24, bei dem die Zusammensetzung ein dünner Phosphorfilm ist.
  28. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 23 bis 27, bei dem die Zusammensetzung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Thioaluminaten, Thiogallaten und Thioindaten von wenigstens einem Kation aus den Gruppen IIA und IIB des Periodensystems.
  29. Verfahren nach Anspruch 28, bei dem die Zusammensetzung zusätzlich Verbindungen enthält, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Thiooxyaluminaten, Thiooxygallaten und Thiooxyindaten von wenigstens einem Kation aus den Gruppen IIA und IIB des Periodensystems.
  30. Verfahren nach einem der Ansprüche 28 oder 29, bei dem das Kation ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Barium, Calcium, Strontium, Magnesium, Zink und Cadmium, und Mischungen davon.
  31. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 28 bis 30, bei dem die Zusammensetzung die Formel BaaCa1-aAl2S4:Eu aufweist, wobei "a" im Bereich von 0 bis 1 liegt.
  32. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 28 bis 30, bei dem die Zusammensetzung CaAl2S4:Eu ist.
  33. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 23 bis 32, bei dem das Verfahren als zusätzlichen Schritt iv) Wärmebehandlung der abgeschiedenen Zusammensetzung enthält.
  34. Verfahren nach Anspruch 33, bei dem die Wärmebehandlung in einer Stickstoffhaltigen Atmosphäre durchgeführt wird.
  35. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 23 bis 34, bei dem das erste und zweite Abscheidungsmaterial Sulfide sind.
  36. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 23 bis 35, bei dem ein drittes Abscheidungsmaterial bei einer dritten Quelle platziert wird, wobei Komponenten des dritten Abscheidungsmaterials Teil der Zusammensetzung bilden.
  37. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 23 bis 36, bei dem das Substrat in den sichtbaren und infraroten Bereichen des elektromagnetischen Spektrums opak ist.
  38. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 23 bis 37, bei dem in Schritt (iii) Abscheidung aus der Dampfphase in einer im wesentlichen aus H2S bestehenden Atmosphäre durchgeführt wird.
  39. Verfahren nach Anspruch 38, bei dem die Atmosphäre zusätzlich Sauerstoff enthält.
  40. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 23 bis 39, bei dem Abscheidung aus der Dampfphase durch Sputtern erfolgt.
  41. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 23 bis 39, bei dem Abscheidung aus der Dampfphase durch Elektronenstrahl erfolgt.
  42. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 23 bis 39, bei dem Abscheidung aus der Dampfphase durch thermische Verdampfung erfolgt.
  43. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 23 bis 42, bei dem die Zusammensetzung ein dünner Film ist.
  44. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 23 bis 43, bei dem die Temperatur der ersten und zweiten Quelle gesteuert wird.
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