KR102003527B1 - Method and device for depositing oleds - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 우선, 기판(18)상에 층으로서 유기 출발 물질을 증착하기 위한 방법에 관한 것이며, 유기 출발 물질은 현탁 입자들의 형태로 운반 가스 유량 내로 유입되고, 이처럼 생성된 에어로졸은 유기 물질의 사전 결정된 질량 유량으로서 증발기(5)로 공급되고, 이 증발기(5)는 대형 표면을 보유한 증발 몸체(6 ~ 10)를 포함하고, 증발 몸체는, 이 증발 몸체(6 ~ 10)의 표면의 부근으로 유입되거나, 또는 그 표면과 접촉하는 현탁 입자들이 증발하는 증발 온도로 가열되고, 이처럼 생성된 증기는 운반 가스 유량으로부터 공정 챔버(17) 내로 유입되고, 이 공정 챔버에서 증기는 기판(18)의 표면상에서 응축되면서 층을 형성한다. 본 발명에 따라 공정 챔버로 향하는 증기 유입을 균일화하기 위해, 증발된 유기 출발 물질의 증기로 포화되어 공정 챔버로 향하는 운반 가스 유량의 생성을 위해, 증착 공정의 하나 이상의 단계에서, 특히 증착 공정의 시작 단계에서 증발기(5)로 향하는 현탁 입자들의 질량 유량은 증발기(5) 내에서 현탁 입자들의 증발 속도보다 더 높은 점이 제안된다. 또한, 본 발명은 기판상에 층으로서 유기 출발 물질을 증착하기 위한 장치에도 관한 것이다.The present invention firstly relates to a method for depositing an organic starting material as a layer on a substrate (18), wherein the organic starting material is introduced into the carrier gas flow in the form of suspended particles, Is supplied to the evaporator 5 as a predetermined mass flow rate and the evaporator 5 includes evaporation bodies 6 to 10 having large surfaces and the evaporation bodies are arranged in the vicinity of the surface of the evaporation bodies 6 to 10 Or the suspended particles contacting the surface of the substrate 18 are heated to the evaporation temperature at which they evaporate and the resulting vapor flows into the process chamber 17 from the carrier gas flow rate, Condensate on the surface to form a layer. In order to equalize the vapor inflow to the process chamber in accordance with the present invention, at least one stage of the deposition process, particularly at the beginning of the deposition process, for the generation of the carrier gas flow rate saturated with the vapor of the vaporized organic starting material to the process chamber, It is proposed that the mass flow rate of the suspended particles toward the evaporator 5 is higher than the evaporation rate of the suspended particles in the evaporator 5. The invention also relates to an apparatus for depositing an organic starting material as a layer on a substrate.
Description
본 발명은 기판상에 층으로서 유기 출발 물질을 증착하기 위한 방법에 관한 것이며, 유기 출발 물질은 현탁 입자들의 형태로 운반 가스 유량 내로 유입되고, 이처럼 생성된 에어로졸은 유기 물질의 정량 조절된 질량 유량으로서 증발기로 공급되고, 이 증발기는 대형 표면을 보유한 증발 몸체를 포함하고, 증발 몸체는, 이 증발 몸체의 표면의 부근으로 유입되거나, 또는 그 표면과 접촉되는 현탁 입자들이 증발하는 증발 온도로 가열되고, 이처럼 생성된 증기는 운반 가스 유량으로부터 공정 챔버 내로 유입되며, 이 공정 챔버에서 증기는 기판의 표면상에서 응축되면서 층을 형성한다.The present invention relates to a method for depositing an organic starting material as a layer on a substrate wherein the organic starting material is introduced into the carrier gas flow in the form of suspended particles and the resulting aerosol is characterized by a controlled mass flow rate of the organic material Wherein the evaporation body is heated to an evaporation temperature at which evaporation of the suspended particles which flow into or near the surface of the evaporation body evaporates, The resulting vapor enters the process chamber from the carrier gas flow rate, where the vapor condenses on the surface of the substrate to form a layer.
그 밖에도, 본 발명은 기판 상에 층으로서 유기 출발 물질을 증착하기 위한 장치에도 관한 것이며, 상기 장치는, 운반 가스 유량 내에서 증발기 쪽으로 이송되는 현탁 입자들의 형태로 출발 물질의 정량 조절된 질량 유량을 생성하기 위한 에어로졸 생성기 및 증기 공급 라인을 통해 증발기에 의해 생성된 증기가 공급되는, 기판을 수용하기 위한 공정 챔버를 포함하며, 상기 증발기는 블라인드 보어로서 형성된 유입 채널을 구비한 개방 다공성 증발 몸체들을 포함하고, 증발 몸체는 현탁 입자들을 증발시키기 위해 증발 온도로 가열될 수 있다.In addition, the invention also relates to a device for depositing an organic starting material as a layer on a substrate, said device comprising a controlled mass flow rate of the starting material in the form of suspended particles being transferred towards the evaporator in the carrier gas flow rate And a process chamber for receiving the substrate, wherein the vapor generated by the evaporator is supplied via a vapor supply line, the evaporator comprising open porous evaporation bodies having an inlet channel formed as a blind bore And the evaporation body can be heated to the evaporation temperature to evaporate the suspended particles.
일반적인 방법 내지 일반적인 장치는 US 7,238,389에 기술되어 있다. 에어로졸 생성기에 의해 분말형 고체가 운반 가스 유량 내로 유입된다. 이때 발생한 에어로졸 입자들은 운반 가스 유량 내 현탁 입자들로서 증발기로 이송된다. 증발기는 증발 온도로 가열되는 고체 폼(solid foam)으로 구성된다. 고체 폼의 기공 벽부들과 현탁 입자들의 표면 접촉을 통해 현탁 입자들에 증발 열이 공급되며, 그럼으로써 현탁 입자들은 증기 형태로 변환된다. 이처럼 생성된 증기는, 운반 가스 유량에 의해, 내부에 유기 출발 물질로 코팅되는 기판이 위치하는 공정 챔버 내로 이송된다. 미국 공보에 기술되고 본 발명에 따른 장치에서 본 발명에 따른 방법의 경우에도 이용되는 유기 출발 물질은 유기 발광 물질이며, 그럼으로써 예컨대 US 4,769,292 및 US 4,885,211에 기술된 것과 같은 OLED들이 제조될 수 있다.A general method or apparatus is described in US 7,238,389. The powdery solids are introduced into the carrier gas flow by the aerosol generator. The aerosol particles are transported to the evaporator as suspended particles in the carrier gas flow rate. The evaporator consists of a solid foam which is heated to the evaporation temperature. Through the surface contact of the pore walls of the solid foam with the suspended particles, the suspended particles are supplied with the heat of evaporation, whereby the suspended particles are converted into vapor form. The vapor thus produced is transported by the carrier gas flow rate into the process chamber in which the substrate coated with the organic starting material is located. The organic starting materials used in the method according to the invention, as described in the US publication and in the device according to the invention, are organic light emitting materials, so that OLEDs such as those described, for example, in US 4,769,292 and US 4,885,211 can be produced.
US 2006/0115585 A1은 유기 물질을 가열하기 위한 가열 유닛을 포함하여 기판 상에 유기 층들을 증착하기 위한 장치를 기술하고 있으며, 그럼으로써 운반 가스 내에서는 에어로졸이 형성된다. 고체 에어로졸은, 유기 입자들을 가열할 수 있는 펄스 가열 유닛을 포함하고 미세 기공들을 보유한 노즐을 통해 안내된다. 미세 기공들의 지름은 최대 100㎛이다.US 2006/0115585 A1 describes an apparatus for depositing organic layers on a substrate, including a heating unit for heating organic materials, thereby forming an aerosol in the carrier gas. The solid aerosol is guided through a nozzle containing micro-pores, including a pulse heating unit capable of heating organic particles. The diameter of the fine pores is at most 100 μm.
DE 10057491 A1은 작은 물방울들을 고온의 가스 용적 내로 분사하는 것을 통해 에어로졸을 생성하고 열 흡수를 통해 작은 물방울들을 증발시키는 장치를 기술하고 있다.DE 10057491 A1 describes an apparatus for generating aerosols through the injection of droplets into a hot gas volume and for evaporating droplets of water through heat absorption.
WO 2006/100058은 가스 상태가 아닌 출발 물질을 기상으로 변환시킬 수 있는 가열 유닛을 기술하고 있으며, 이 경우 가열 부재는 내부 표면을 포함한 공동부들을 구비한다.WO 2006/100058 describes a heating unit capable of converting a starting material, which is not in a gaseous state, into a gas phase, in which case the heating member has cavities including an inner surface.
US 2006/0169201 A1은, 벌집 모양의 횡단면을 보유하여 유동 방향으로 연장되는 채널들을 구비하여 유동 방향으로 연이어 배치되는 복수의 증발 몸체를 포함한 일반적인 장치를 기술하고 있다. 상기 채널들을 통해서는, 증발할 입자들을 운반하는 운반 가스 유량이 관류한다. 벌집 모양의 횡단면을 보유한 채널들의 직선 연장에 따라서, 다수의 입자는 채널들의 벽부와 접촉하지 않으면서 증발 몸체들을 통과한다.US 2006/0169201 A1 describes a general apparatus comprising a plurality of evaporating bodies which are arranged in the flow direction with channels extending in the flow direction with a honeycomb cross section. Through these channels, the flow rate of the carrier gas carrying the particles to be vaporized is perfused. In accordance with the linear extension of the channels having a honeycomb cross-section, a plurality of particles pass through the evaporation bodies without contacting the walls of the channels.
유기 출발 물질을 증발시키기 위해 특히 텅스텐, 레늄, 탄탈, 니오븀, 몰리브덴 또는 탄소 또는 코팅된 재료로 구성된 고체 폼의 이용은 US 2009/0039175 A1 또는 US 6,037,241에도 기술되어 있다. 여기서 고체 폼은 특히 전류의 통전에 의해 유기 출발 물질이 증발하는 증발 온도로 가열된다.The use of solid foams composed of tungsten, rhenium, tantalum, niobium, molybdenum or carbon or coated materials to evaporate organic starting materials is described in US 2009/0039175 A1 or US 6,037,241. Wherein the solid foam is heated to an evaporation temperature at which the organic starting material is evaporated, particularly by energization of the current.
그 밖에도, DE 10 2006 026 576 A1로부터는, 에어로졸이 초음파 자극기에 의해 분말의 와류를 통해 생성되는 고체 증발기가 공지되었다. 다량의 증발할 출발 물질이 지속적으로 증발 온도로 유지되는 고체 증발기들은 비록 지속적인 증발 속도를 제공하기는 하지만, 특히 증발할 유기 출발 물질들이 높은 온도에서 분해되는 높은 위험도 존재한다. 상기 문제를 방지하기 위해, US 2009/0061090 A1 또는 US 2010/0015324 A1은 증발기 내에 재충전 가능한 증발 용기를 제안하고 있다.In addition,
US 7,288,286 B2는, 저장 용기 내에 저장된 분말형 유기 출발 물질을, 증발기로 분말형 현탁 입자들을 이송하는 가스 유량 내로 유입하기 위해, 스크류 컨베이어를 기술하고 있다.US 7,288,286 B2 describes a screw conveyor for introducing powdery organic starting materials stored in a storage vessel into a gas flow rate for transferring powdered suspension particles to an evaporator.
분말형 현탁 입자들을 생성하기 위한 대체되는 방법은 US 5,820,678에 기술되어 있다. 이 미국 공보에는 압착된 분말로 형성된 고체를 마이크로미터 지름 범위의 분말 입자들로 분쇄하는 브러시 휠이 기술되어 있다. 상기 분말 입자들은 가스 유량에 의해 증발기로 공급된다.An alternative method for producing powdered suspended particles is described in US 5,820,678. This US publication describes a brush wheel that pulverizes solids formed from crushed powder into powder particles in the micrometer diameter range. The powder particles are supplied to the evaporator by a gas flow rate.
또한, 작은 물방울 형태로 MOCVD 공정을 위한 액상 출발 물질, 특히 유기 출발 물질을 운반 가스 유량 내로 유입시키는 에어로졸 생성기도 공지되었다. 이와 관련된 장치들은 US 2005/0227004, US 2006/0115585 및 US 5,204,314에 기술되어 있다. 종래의 MOCVD를 위해 이용되는 출발 물질은 대개 실온 또는 상승된 온도에서 액상인 반면에, OLED를 제조하기 위해 이용할 유기 출발 물질은 200℃의 온도 미만에서 언제나 고체이다.In addition, aerosol generators for introducing liquid starting materials, particularly organic starting materials, into the carrier gas flow rate for MOCVD processes in the form of droplets are also known. Related devices are described in US 2005/0227004, US 2006/0115585 and US 5,204,314. The starting materials used for conventional MOCVD are usually liquid at room or elevated temperatures, whereas the organic starting materials used to prepare the OLED are always solid at temperatures below 200 ° C.
공지된 에어로졸 생성기들의 경우, 에어로졸 생성기 내 현탁 입자 생성 속도에 대해 증기 생성 속도에서 어느 정도의 의존성이 존재한다. 에어로졸 생성기로서, 예컨대 이동되는, 특히 회전하는 브러시에 의해 압착된 고체 분말들로부터 입자들이 분쇄되는 브러시 장치가 이용된다면, 시간별 에어로졸 형성 속도는 브러시들의 형상에 따라 결정된다. 또 다른 공지된 에어로졸 생성기들은 운반 가스 유량 내에서 미립화될 출발 물질을 위한 이송 유닛들을 포함하며, 이 이송 유닛들의 이송 출력은 시간별로 변동한다.In the case of known aerosol generators, there is some dependence on the rate of vapor production relative to the rate of suspension particle formation in the aerosol generator. As an aerosol generator, the rate of aerosol formation over time is determined according to the shape of the brushes, for example, if a brush device is used in which particles are crushed from the solid powders pressed, for example, by moving, especially rotating brushes. Other known aerosol generators include transport units for the starting material to be atomized within the carrier gas flow rate, and the transport output of these transport units fluctuates over time.
액상 출발 물질들이 이용된다면, 에어로졸 형성을 위해 노즐들을 이용할 수 있다. 이 경우에서도 에어로졸 생성 속도의 시간별 변동은 원칙상 방지할 수 없다.If liquid starting materials are used, nozzles can be used for aerosol formation. Even in this case, the variation of the aerosol generation rate over time can not be prevented in principle.
그러므로 본 발명의 과제는, 공정 챔버로 향하는 증기 유입을 균일화하기 위해 조치들을 지시하는 것에 있다.It is therefore an object of the present invention to direct measures to equalize the vapor inflow to the process chamber.
상기 과제는 특허청구범위에 지시된 발명에 의해 해결된다.This problem is solved by the invention as indicated in the claims.
우선, 그리고 실질적으로, 증기 발생기에서 공정 챔버로 향하는 운반 가스 유량 내에서 생성된 증기는 포화 증기압을 보유하는 점이 제안된다. 이를 달성하기 위해, 전체 증착 공정 동안 증발기 내에 증발되지 않은 과량의 출발 물질이 존재하게 하는 조치들이 강구된다. 증발된 유기 출발 물질의 증기로 포화되어 공정 챔버로 향하는 운반 가스 유량을 생성하기 위해, 증착 공정의 하나 이상의 단계에서, 바람직하게는 그 시작 단계에서 증발기로 향하는 유기 출발 물질의 질량 유량은 증발기 내에서의 증발 속도보다 더 높으며, 다시 말하면 시간 단위당 증발기로 향하는 현탁 입자들의 질량은 증발기 내에서 시간 단위당 증기로 변환되는 출발 물질의 질량보다 더 많다. 이를 통해, 농축 단계(enrichment phase) 이내에, 증발되지 않은 유기 출발 물질의 저장 질량은 증발기 내에서 농축된다. 농축은 바람직하게는 증발 몸체로서 이용되는 고체 폼의 공동 용적(cavity volume) 내에서 수행된다. 이를 위해, 증발 몸체로서는 개방 다공성 폼 몸체(foam body)가 이용되며, 이 폼 몸체의 기공 크기는 현탁 입자들의 크기보다 훨씬 더 크다. 현탁 입자의 지름에 대한 표준 치수는 약 100㎛이다. 기공 개구부의 폭에 대한 평균 치수는 약 1㎜이다. 또한, 기공 폭은 0.5㎜ 내지 3㎜의 범위일 수도 있다. 기공들의 횡단면적은 바람직하게는 1㎟보다 커야 한다. 기공들은 비직선형으로, 강하게 만곡되어 연장되며, 그럼으로써 기공들을 통과하는 운반 가스 유량은 수회 편향되고 운반 가스 유량 내에서 이송되는 입자들은 기공 벽부들에 달라붙게 된다. 이용되는 고체 폼은 자체 총 용적의 90% 이상의 기공 용적을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 에어로졸의 증발은 현탁 입자들을 이송하는 증발기의 상이한 이송 속도를 갖는 단계들로 수행된다. 농축 단계에서, 증발기에서 동일한 시간에 증발되는 질량의 유기 출발 물질보다 더욱 많은 질량의 유기 출발 물질이 증발기로 공급된다. 이는 증발 몸체의 기공 용적의 내부에서 앞서 이미 언급한 저장 질량의 형성으로 이어진다. 농축 단계에 후속하는 공핍 단계(depletion phase)에서는, 증발기 내로 공급되는 유기 출발 물질의 공급 속도가 감소하며, 그럼으로써 동일한 시간에 증발기에서 증발되는 물질보다 더욱 적은 물질이 현탁 입자들로서 증발기로 공급된다. 그 결과로, 저장 질량은 공핍 단계의 진행 중에 소멸된다. 전체 증착 공정의 시간 동안 증기로 포화된 운반 가스 유량이 증발기에서 배출되는 점을 보장하기 위해, 공핍 단계는, 저장 질량이 완전 소모되기 전에, 농축 단계로의 전환을 통해, 다시 말해 물질 공급의 증가를 통해 종료된다.First, and practically, it is proposed that the vapor produced in the carrier gas flow rate from the steam generator to the process chamber has a saturated vapor pressure. To achieve this, measures are taken to ensure that there is an excess of evaporated starting material in the evaporator during the entire deposition process. At one or more stages of the deposition process, preferably the mass flow rate of the organic starting material towards the evaporator at its beginning, is saturated with the vapor of the evaporated organic starting material in the evaporator to produce a carrier gas flow rate towards the process chamber, I.e. the mass of suspended particles directed to the evaporator per unit of time is greater than the mass of the starting material which is converted into vapor per hour in the evaporator. Through this, within the enrichment phase, the storage mass of unvaporized organic starting material is concentrated in the evaporator. Concentration is preferably carried out in the cavity volume of the solid foam used as the evaporation body. To this end, an open porous foam body is used as the evaporation body, and the pore size of the foam body is much larger than the size of the suspended particles. The standard size for the diameter of suspended particles is about 100 mu m. The average dimension with respect to the width of the pore openings is about 1 mm. The pore width may be in the range of 0.5 mm to 3 mm. The cross-sectional area of the pores should preferably be greater than 1 mm < 2 >. The pores are nonlinearly and strongly curved so that the carrier gas flow rate through the pores is deflected a few times and the particles delivered in the carrier gas flow rate adhere to the pore walls. The solid foam used may comprise a pore volume of at least 90% of its total volume. Preferably, the evaporation of the aerosol is carried out with steps having different transport speeds of the evaporator conveying the suspended particles. In the concentration stage, more of the mass of organic starting material is fed to the evaporator than the mass of the organic starting material evaporated at the same time in the evaporator. This leads to the formation of the storage mass already mentioned earlier in the pore volume of the evaporation body. In the depletion phase following the concentration stage, the feed rate of the organic starting material fed into the evaporator is reduced, so that less material is fed to the evaporator as suspended particles than the material evaporated in the evaporator at the same time. As a result, the storage mass is extinguished during the depletion phase. In order to ensure that the vapor-saturated carrier gas flow rate is evacuated from the evaporator during the entire deposition process, the depletion step is carried out before the storage mass is completely consumed, by switching to a concentration step, Lt; / RTI >
본 발명에 따른 장치는, 시간별로 변동하는 현탁 입자들의 생성 속도를 보유하는 에어로졸 생성기를 포함할 수 있다. 이 경우, 현탁 입자들은 분말형이거나 액상일 수 있다. 에어로졸 생성기는, 내부에 유기 출발 물질이 저장되는 저장 용기를 포함한다. 또한, 에어로졸 생성기는, 현탁 입자들의 생성 속도를 조절할 수 있는 계량 피더(dosing feeder)를 포함한다. 본 발명에 따라, 증발기는, 증발 몸체가 다중 부재인 정도로 개선될 수 있다. 다공성 증발 몸체 내 유입 채널이면서 종래 기술로부터, 예컨대 US 2009/0039175 A1로부터 공지된 상기 유입 채널은 본 발명에 따라 제1 증발 몸체의 관통 보어에 의해 형성된다. 상기 유형의 하나 이상의 제1 증발 몸체는 일렬로 연이어 배치될 수 있다. 관통 보어의 단부들 중 일측 단부는, 실질적으로 제1 증발 몸체와 동일한 조건을 보유하는 제2 증발 몸체에 의해 폐쇄된다. 이를 통해, 증발되지 않은 현탁 입자들이 증발기를 통과하여 이송되는 점은 방지된다. 유입 채널 내로 유입되고 현탁 입자들을 이송하는 가스 유량은 유입 채널의 벽부들을 통해 제1 증발 몸체의 다공성 용적 내로 유입될 수 있다. 부분 유량은 유입 채널의 바닥을 통해 제2 증발 몸체 내로 유입될 수 있다. 바람직하게는 두 증발 몸체는 유동 방향에서, 제1 증발 몸체로부터 유출된 가스가 제2 증발 몸체도 통과할 수밖에 없는 방식으로 연이어 배치된다. 제2 증발 몸체는 다중 부재로 형성될 수 있다. 그에 따라, 바람직하게는 증발기의 횡단면적을 완전하게 채우는 복수의 제2 증발 몸체가 형성된다. 유동 방향에서, 바람직하게는 복수의 제2 증발 몸체에는, 실질적으로 다른 증발 몸체들과 동일한 물성을 보유하는 제3 증발 몸체가 연결된다. 제3 증발 몸체는 제1 증발 몸체와 동일한 형상을 보유할 수 있으며, 그럼으로써 제3 증발 몸체에 의해 유출 채널이 형성된다. 제3 증발 몸체도 다중 부재로 형성될 수 있다. 제1 증발 몸체 및 제3 증발 몸체는 관통 보어를 포함한다. 관통 보어들은 상호 간에 일직선으로 배치되어 위치할 수 있다. 관통 보어들은 동일한 지름을 보유할 수 있다. 그 밖에도, 관통 보어들의 지름은 서로 상이할 수도 있다. 따라서 보어들은 증발 몸체들 내부에서 계단 형태로 단차 형성될 수도 있다. 또한, 증발 몸체들은, 유입 방향뿐 아니라 유출 방향으로 폐쇄된 내부 공동부들이 형성되도록 증발기의 내부에 배치될 수 있다. 또한, 증발 몸체들 중 하나의 증발 몸체는 기공 지름의 크기로 위치하는 길이에 걸쳐서만 연장되며, 그럼으로써 상기 유형의 증발 몸체는 확산부(diffuser)로서 기능한다. 유출 채널은 바람직하게는 제3 증발 몸체의 관통 보어에 의해 형성된다. 유출 채널의 바닥은 제2 증발 몸체에 의해 형성된다. 그에 따라, 일체형이거나 2개 부재형인 제2 증발 몸체를 통과하여 관류하는 가스는 부분적으로 제3 증발 몸체의 기공 용적 내로, 또는 부분적으로 유출 채널 내로 유입될 수 있다. 유동 하류 방향으로 제3 증발 몸체의 하류에서는 자유 용적이 연장되며, 이 자유 용적의 횡단면은 경우에 따라 감소될 수 있고, 그 자유 용적은 증기 공급 라인 내로 통해 있으며, 이 증기 공급 라인을 통해 운반 가스는 이 운반 가스 자체에 의해 이송된 유기 출발 물질의 증기와 함께 공정 챔버 내로 유입된다. 이 위치에서, 증기 공급 라인은 샤워기 헤드의 형태를 보유하는 가스 분배기 내로 통해 있다. 가스 분배기의 가스 유출면은 서셉터(susceptor)의 방향으로 향해 있고, 이 서셉터 상에 코팅할 기판이 안착된다. 가스 유출면에 체(sieve) 모양으로 배치된 복수의 가스 유출 개구부를 통해서는 증기를 이송하는 운반 가스가 공정 챔버 내로 유입된다. 서셉터는 바람직하게 냉각되며, 그럼으로써 증기가 기판상에서 응축될 수 있다. 공정은, 0.1과 100mbar 사이의 범위, 바람직하게는 0.1과 10mbar 사이의 범위에서 개시되는 총압 조건에서 개시된다. 상기 부압의 생성을 위해 공정 챔버는 진공 펌프와 연결된다. 고체 폼에 의해 형성된 증발 몸체들은, 과량으로 공급된 에어로졸이 증발 몸체들을 통과하여 관류하지 않는 방식으로, 증발기의 하우징 내에 배치된다. 오히려 에어로졸 단위들은 기공들의 표면 상에서 이동되면서 그 표면에서 저장부를 형성한다. 이를 통해, 포화 증기압이 형성됨에도 불구하고 증발 몸체들의 하류에서 현탁 입자들이 하류의 가스 유량 내에 존재하지 않는 점이 보장된다. 증발 온도, 예컨대 300℃와 400℃ 사이의 온도로 증발 몸체들을 가열하기 위해, 증발기 하우징은 가열부에 의해 둘러싸일 수 있다. 바람직하게는 증발 몸체(들)는 전기 전도성 재료로 구성되며, 그럼으로써 증발 몸체를 가열하는 전류가 증발 몸체를 통해 전도될 수 있다. 증발 속도는 비선형으로 증발 온도에 따라 결정되기 때문에, 증발 몸체들의 온도를 일정하게 유지하기 위해 온도 조절 유닛이 제공된다. 변형예의 경우, 유리 같은 탄소로 제조되어, 금속, 세라믹, 유리 또는 석영 중 어느 것으로 코팅되든지 간에, 개방 다공성 폼 몸체의 경우, 셀 벽부들의 표면은 반사성이 강한 재료, 특히 금으로 코팅된다.The apparatus according to the present invention may comprise an aerosol generator holding the rate of production of suspended particles varying over time. In this case, the suspended particles may be powdery or liquid. The aerosol generator includes a storage vessel in which an organic starting material is stored. The aerosol generator also includes a dosing feeder capable of regulating the rate of production of suspended particles. According to the present invention, the evaporator can be improved to the extent that the evaporation body is multi-member. The inlet channel in the porous evaporative body and from the prior art, e.g. from US 2009/0039175 A1, is formed by the through bore of the first evaporator body in accordance with the invention. The one or more first evaporation bodies of this type may be arranged in a row. One end of the ends of the through bore is closed by a second evaporation body which substantially retains the same conditions as the first evaporation body. This prevents the unevaporated suspended particles from being transported through the evaporator. The gas flow rate that flows into the inlet channel and conveys the suspended particles may be introduced into the porous volume of the first evaporation body through the walls of the inlet channel. A partial flow rate may be introduced into the second evaporation body through the bottom of the inlet channel. Preferably, the two evaporation bodies are arranged in such a manner that, in the flow direction, the gas exiting the first evaporation body must pass through the second evaporation body as well. The second evaporation body may be formed of multiple members. Accordingly, a plurality of second evaporation bodies are preferably formed which completely fill the transverse area of the evaporator. In the flow direction, preferably, the plurality of second evaporation bodies are connected to a third evaporation body having substantially the same physical properties as the other evaporation bodies. The third evaporation body may have the same shape as the first evaporation body, whereby the outlet channel is formed by the third evaporation body. The third evaporation body may also be formed of multiple members. The first evaporation body and the third evaporation body include through bores. The through bores may be positioned in a straight line with respect to each other. The through bores may have the same diameter. In addition, the diameters of the through bores may be different. Thus, the bores may be stepped in the form of steps within the evaporation bodies. In addition, the evaporation bodies may be disposed inside the evaporator so that internal cavities closed in the inflow direction as well as the inflow direction are formed. In addition, one evaporation body of the evaporation bodies extends only over a length located in the size of the pore diameter, whereby the evaporation body of this type functions as a diffuser. The outlet channel is preferably formed by the through bore of the third evaporator body. The bottom of the outlet channel is formed by a second evaporation body. Accordingly, the gas passing through the second evaporator body, which is integral or two-piece, can partially flow into the pore volume of the third evaporator body, or partly into the outlet channel. The free volume is extended downstream of the third evaporation body in the flow downstream direction, the cross-section of this free volume can optionally be reduced, its free volume passing into the vapor supply line, Is introduced into the process chamber with the vapor of the organic starting material carried by the carrier gas itself. In this position, the vapor supply line is through a gas distributor holding the shape of the shower head. The gas outlet surface of the gas distributor is oriented in the direction of the susceptor, and the substrate to be coated is seated on the susceptor. Through the plurality of gas outlet openings arranged in a sieve shape on the gas outlet surface, a carrier gas for transferring the vapor is introduced into the process chamber. The susceptor is preferably cooled, so that the vapor can condense on the substrate. The process is started at a total pressure condition starting in the range between 0.1 and 100 mbar, preferably in the range between 0.1 and 10 mbar. The process chamber is connected to a vacuum pump for generating the negative pressure. The evaporation bodies formed by the solid foam are placed in the housing of the evaporator in such a way that the excess aerosol supplied does not flow through the evaporation bodies. Rather, the aerosol units are moved on the surface of the pores to form a reservoir at the surface. This ensures that suspended particles are not present in the downstream gas flow downstream of the evaporation bodies despite the formation of a saturated vapor pressure. In order to heat the evaporation bodies to a temperature of evaporation, for example between 300 ° C and 400 ° C, the evaporator housing may be surrounded by a heating element. Preferably, the evaporation body (s) is comprised of an electrically conductive material, whereby an electric current for heating the evaporation body can be conducted through the evaporation body. Since the evaporation rate is determined non-linearly with the evaporation temperature, a temperature control unit is provided to keep the temperature of the evaporation bodies constant. In the case of variants, whether made of glass-like carbon and coated with either metal, ceramic, glass or quartz, in the case of an open porous foam body, the surfaces of the cell walls are coated with a reflective material, in particular gold.
본 발명에 따른 장치에 의해, 최초에 인용한 US 7,238,389 B2에, 그리고 최초에 언급한 문헌에 상세하게 기술되어 있는 것처럼, 층들 또는 층 구조들이 증착될 수 있다. 그러므로 전체 내용에 걸쳐 상기 공보들의 공개 내용이 참조된다.Layers or layer structures can be deposited by an apparatus according to the invention, as described in detail in US 7,238,389 B2, which was originally cited, and in the originally mentioned document. Therefore, the disclosure content of the above publications is referred to throughout.
본 발명의 실시예들은 하기에서 첨부된 도들에 따라 설명된다.Embodiments of the invention are described below with reference to the accompanying drawings.
도 1은 코팅 장치의 개략적 구성도이다.
도 2는 도 1의 절단선 II-II에 따르는 단면도이다.
도 3은 도 1의 절단선 III-III에 따르는 단면도이다.
도 4는 제2 실시예의 절단선 III에 따르는 단면도이다.
도 5는 증발기의 제2 실시예의 단면도이다.
도 6은 도 5의 절단선 VI-VI에 따르는 단면도이다.
도 7은 도 5의 절단선 VII-VII에 따르는 단면도이다.
도 8은 도 5의 절단선 VIII-VIII에 따르는 단면도이다.1 is a schematic configuration diagram of a coating apparatus.
Fig. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in Fig. 1. Fig.
3 is a cross-sectional view taken along line III-III in Fig.
4 is a sectional view taken along the cutting line III of the second embodiment.
5 is a cross-sectional view of a second embodiment of an evaporator;
6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI in Fig.
7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG.
8 is a cross-sectional view taken along line VIII-VIII in FIG.
불활성 운반 가스, 예컨대 질소, 수소 또는 희유 가스는 미도시한 가스원으로부터 마찬가지로 미도시한 질량 유량 조절 장치를 통해 운반 가스 공급 라인(1) 내로 유입된다. 운반 가스 공급 라인은 가열될 수 있으며, 그럼으로써 가열된 운반 가스는 운반 가스 공급 라인에 의해 에어로졸 생성기(3) 내로 유입될 수 있다.An inert carrier gas, such as nitrogen, hydrogen or rare gas, is introduced into the carrier gas feed line 1 through a mass flow control device, not shown, from an unillustrated gas source. The carrier gas supply line can be heated so that the heated carrier gas can be introduced into the aerosol generator 3 by the carrier gas supply line.
저장 용기(2) 내에는 유기 출발 물질이 저장된다. 여기서 유기 출발 물질은 전압의 인가에 의해 발광하는 유기 발광 물질이며, 이 유기 발광 물질로 기판(18) 상에 발광 층들이 증착될 수 있다.An organic starting material is stored in the storage container (2). The organic starting material is an organic luminescent material that emits light by application of a voltage, and the luminescent layers may be deposited on the
에어로졸 생성기(3)는 브러시 휠 확산기일 수 있지만, 그 밖에도 예컨대 US 7,501,152 B2 또는 US 7,288,285 B2에 기술된 것처럼 스크류 장치(screw arrangement)일 수도 있다. 상기 유형의 에어로졸 생성기에 의해, 분말의 구성 성분들은 현탁 입자들로서 운반 가스 유량 내로 유입될 수 있다. 운반 가스 유량 내로 유입되는 현탁 입자들의 시간별 질량 유입 속도, 다시 말하면 에어로졸 생성 속도는 가변될 수 있다.The aerosol generator 3 may be a brush wheel diffuser, but may also be a screw arrangement as described, for example, in US 7,501,152 B2 or US 7,288,285 B2. With this type of aerosol generator, the constituents of the powder can be introduced into the carrier gas flow as suspended particles. The time-dependent mass inflow rate of suspended particles entering the carrier gas flow, in other words, the rate of aerosol generation, can vary.
에어로졸 생성기는 에어로졸 공급 라인(4)을 통해 증발기(5)와 연결된다. 에어로졸 공급 라인을 통해 현탁 입자들은 운반 가스 유량에 의해 증발기(5) 내로 안내된다.The aerosol generator is connected to the
도 1 내지 도 3에 도시된 증발기(5)는 하우징(11)과 이 하우징(11)을 둘러싸는 가열부(12)를 포함한다. 하우징의 내부에는 고체 폼에 의해 형성되는 다중 부재형 증발 몸체(6 ~ 10)가 위치한다. 고체 폼은 가열부(12)에 의해 증발 온도로 가열되며, 그럼으로써 고체 표면과 접촉하는 유기 현탁 입자들이 증발한다.The
이처럼 형성된 증기는 증기 공급 라인(13)을 통해 운반 가스에 의해 반응기 하우징(15) 내로 안내된다. 증기 공급 라인(13)의 벽부들에서, 또는 반응기 하우징(15) 내에 배치된 가스 분배기(16)의 벽부들에서 증기의 응축을 방지하기 위해, 가스 분배기(16) 및 증기 공급 라인(13)은 가열된다. 증기 공급 라인(13)은 예컨대 가열 슬리브(14)(heating sleeve)를 포함할 수 있다.The steam thus formed is guided into the
반응기 하우징(15)의 내부에 배치된 가스 분배기(16)는 샤워기 헤드형 형상을 보유한다. 이는, 공정 챔버(17)로 향해 있는 가스 유출면을 포함한 디스크형 중공체에 관한 것이며, 가스 유출면은 체 모양으로 배치된 복수의 가스 유출 개구부를 포함하고, 이들 가스 유출 개구부로부터 증기를 이송하는 운반 가스 유량이 공정 챔버(17) 내로 유입된다.The
가스 분배기(16)의 가스 유출면은 공정 챔버(17)의 덮개를 형성하는 반면, 가스 분배기(16)로 향해 있는 그 표면 상에 코팅할 기판(18)이 안착되는 서셉터(19)는 공정 챔버(17)의 바닥을 형성한다.The gas outlet surface of the
서셉터(19)는, 이 서셉터의 표면을 냉각시킬 수 있는 미도시한 냉각 유닛을 포함하며, 그럼으로써 기판(18)은, 유기 출발 물질의 증기가 기판 표면 상에서 응축될 수 있는 온도로 유지될 수 있다.The
개략적 도면에는, 공정 챔버를 세척하기 위해 이용되는 밸브들 및 추가 가스 라인들은 도시되어 있지 않다. 마찬가지로 공정 챔버(17) 및 증발기(5)의 증발 챔버를 저압으로 유지할 수 있는 진공 펌프(20)도 개략적으로만 도시되어 있다.In the schematic drawings, the valves and additional gas lines used to clean the process chamber are not shown. The
도 4에 횡단면도로만 도시되어 있는 변형예에 따라, 증발기(5) 내에 배치된 증발 몸체들(6 ~ 10)은 전기 전도성 재료로 구성된다. 이는, 총 용적의 약 97%의 기공 용적을 포함하는 개방 다공성 고체 폼에 관한 것이다. 증발 몸체들은 전기 접점들(21, 22)을 포함하며, 그럼으로써 증발 몸체들(6 ~ 10)을 통해, 증발 온도로 증발 몸체들(6 ~ 10)을 가열하는 각각의 전류가 통전될 수 있다. 상기 증발 몸체들(6 ~ 10)은 흑연 또는 금속으로 구성될 수 있다. 증발 몸체들이 비전도성 재료로, 예컨대 세라믹 재료로 구성된다면, 증발 몸체들(6 ~ 10)은, 증발기(5)의 관형 하우징을 둘러싸는, 도 1 내지 도 3에 도시된 가열 슬리브(12)에 의해 가열된다.According to a variant shown only in the cross-sectional view in Fig. 4, the
관형 증발기 하우징(11)의 내부에는, 관통 보어(6')를 포함하는 제1 관형 증발 몸체(6)가 위치한다. 관통 보어(6')는 에어로졸 공급 라인(4)과 일직선을 이루며, 그럼으로써 에어로졸 공급 라인(4)으로부터 증발기(5) 내로 유입되는 에어로졸 유량은 제1 증발 몸체(6)의 공동부 내로 유입된다. 상기 유입 채널(6')은 증발 몸체(6)의 다공성 벽부에 의해 둘러싸인다. 증발 몸체(6)의 기공 크기는 현탁 입자 크기보다 더 크며, 그럼으로써 현탁 입자들은, 도에서 화살표로 도시된 것처럼, 가스 유량으로부터 증발 몸체(6) 내로 유입될 수 있다. 증발 몸체(6)의 기공들의 고온 표면과 접촉하는 현탁 입자들은 부분적으로 증발한다. 그 밖에도, 현탁 입자들은, 에어로졸이 과량으로 공급되는 점에 한해서, 부분적으로 증발 몸체(6)의 기공들 내에 저장된다. 가스 유량 내지 현탁 입자 유량은 관통 개구부(6')로부터, 또는 제1 증발 몸체(6)의 용적으로부터 유출되어, 제1 증발 몸체(6)에 직접 연결되는 제2 증발 몸체(7) 내로 유입된다. 3개의 디스크형 제2 증발 몸체(7, 8, 9)는 유동 방향으로 연이어 배치된다. 제2 증발 몸체들(7, 8, 9)은 관형 하우징(11)의 횡단면적을 완전하게 채운다. 상기 제2 증발 몸체들은 서로 접촉하면서 위치한다. 도면 부호 9로 표시되는 제2 증발 몸체의 하류에는, 제1 증발 몸체(6)처럼 관의 형태를 보유하는 제3 증발 몸체(10)가 위치한다. 제3 증발 몸체는 제1 증발 몸체(6)의 관통 개구부(6')와 일직선을 이루지만 제2 증발 몸체들(7, 8, 9)과는 분리된 관통 개구부(10')를 포함하며, 이 관통 개구부는 유출 채널을 형성한다. 제3 증발 몸체(10)의 하류에는 증기 공급 라인(13)으로 전환되는 자유 용적이 위치한다.Inside the
증발 몸체들(6 ~ 10)은 동일한 재료로 제조되고, 증발되지 않은 현탁 입자들을 저장 질량으로서 임시 저장할 수 있다.The
기술한 장치에 의해서는 하기의 본 발명에 따른 방법이 실행된다. 유리로 구성될 수 있으면서 서셉터(19) 상에 안착된 기판(18)은 유기 출발 물질로 코팅된다. 이를 위해, 농축 단계에서 에어로졸 생성기(3)에 의해 우선 증발기(5)로 향하는 에어로졸 질량 유량이 생성되며, 이 에어로졸 질량 유량은, 증기로 포화되어 증기 공급 라인(13)을 통해 공정 챔버(17)로 향하는 운반 가스 유량을 생성하기 위한 증발기(5) 내부에서의 증발 속도보다 더 높다. 현탁 입자들의 과잉 공급의 결과로서, 증발 몸체들(6 ~ 10)의 기공들 내부에는 저장 질량이 형성된다. 증발되지 않은 출발 물질의 저장 질량의 크기는 농축 단계 동안 증가한다.The following inventive method is implemented by the described apparatus. The
농축 단계에 후속하여, 실질적으로 에어로졸 생성기(3)의 생성 속도에 의해서만 농축 단계와 구별되는 공핍 단계가 실행된다. 에어로졸 생성기(3)는 공핍 단계 동안 증발기(5)로 향하는 현탁 입자들의 질량 유량을 생성하며, 이 질량 유량은, 증기 포화된 초기 가스 유량을 생성하기 위한 증발기(5) 내부에서의 증발 속도, 다시 말하면 시간 단위당 증발된 질량보다 더 낮다. 공핍 단계의 진행 중에 저장 질량은 감소한다. 그럼에도 불구하고, 공정 챔버(17) 쪽으로 안내되는 가스 유량의 내부에서 증발된 유기 출발 물질의 증기압은 변하지 않는다. 상기 가스 유량은 증발된 유기 출발 물질로 지속적으로 포화된다. 증기는 기판상에서 응축될 수 있다. 그 밖에도, 증기는 공정 챔버 내에서, 또는 기판상에서 화학 반응할 수 있다.Following the concentration step, a depletion step is carried out which is distinguished from the concentration step only by the production rate of the aerosol generator 3 substantially. The aerosol generator 3 produces a mass flow rate of the suspended particles towards the
공핍 단계에서 농축 단계로의 전환은, 증발기(5)의 내부에 여전히 저장 질량이 존재할 때 실행된다. 코팅 공정 동안, 공핍 단계와 농축 단계 사이의 상호 간 전환은 수회 실행될 수 있다.The conversion from the depletion stage to the enrichment stage is carried out when there is still a storage mass inside the
도 5 내지 도 8에는 도 1에 도시된 장치에서 이용될 수 있는 것과 같은 증발기(5)의 제2 실시예가 도시되어 있다. 에어로졸 공급 라인(4)은 관형 하우징(11)의 내부에서 여전히 수 밀리미터 연장되며, 이 경우 제1 증발 몸체(6)의 관통 개구부(6") 내로 맞물려 고정된다. 상기 증발 몸체(6)는 선택에 따른 자유 공간(24)에 의해 하우징(11)의 측벽부로부터 이격된다. 자유 공간(24)은 실질적으로 열 절연부로 이용된다.5 to 8 show a second embodiment of an
작은 지름을 보유하는 관통 개구부(6")에는, 약 2배만큼의 지름을 보유하는 제2 관통 개구부(6')가 연결된다.A through-hole opening 6 'having a small diameter is connected to a second through-hole 6' having a diameter of about twice the diameter.
증발 몸체(6)의 하류에는, 마찬가지로 관통 개구부(23')를 포함하는 추가 증발 몸체(23)가 위치한다. 관통 개구부(23')는 증발 몸체(6)의 관통 개구부(6')와 일직선을 이룬다.Downstream of the
증발 몸체(23)의 하류에는 관형 하우징(11)의 횡단면을 완전하게 채우는 확산부(7)가 위치한다. 상기 확산부(7)는 실질적으로 마찬가지로 증발 몸체인데, 그 이유는 확산부(7)가, 나머지 증발 몸체들(6, 23, 10, 8 및 9)을 구성하는 재료와 동일한 재료로, 요컨대 앞서 이미 기술한 것처럼 개방 셀형 폼 몸체로 구성되기 때문이다. 확산부(7)의 두께, 다시 말해 유동 방향으로 측정되는 그 길이는, 확산부(7)의 기공들의 개구부 폭의 크기이다.Downstream of the
하류에서 확산부(7)에는 추가 증발 몸체(10)가 연결되며, 이 추가 증발 몸체는 관통 개구부(6' 및 23')와 동일한 지름을 보유한 제1 관통 개구부(7')를 포함한다. 상기 관통 개구부(7')에는 유동 방향으로 지름이 감소하는 추가 관통 개구부(7")가 연결된다. 관통 개구부(7")의 바닥은 폐쇄되며, 그럼으로써 상기 관통 개구부는 블라인드 개구부(blind opening)이다. 블라인드 개구부(7")의 바닥은, 관형 하우징(11)의 직경부를 완전하게 채우는 증발 몸체(8)에 의해 형성된다. 증발 몸체(7) 및 증발 몸체(8)는 증발 몸체(10)와 함께 전면이 폐쇄된 내부 공동부(7', 7")를 형성한다.An additional evaporating
증발 몸체(8)에는, 이 증발 몸체(8)와 실질적으로 동일하게 형성된 증발 몸체(9)가 연결된다.In the
모든 증발 몸체(6, 23, 7, 10, 8, 9)는 서로 맞닿아 접하면서 일렬로 연이어 위치한다. 유동 방향에서 최종 증발 몸체(9) 이후에는 자유 공간(25)이 위치한다. 이 자유 공간은 증기 공급 라인(13)으로 전환된다. 에어로졸 공급 라인(4)을 통해서는, 현탁 입자들을 운반하는 운반 가스 유량은 관통 개구부들(6', 23') 내로 유입된다. 현탁 입자들은 가스 유동과 함께 관통 개구부들(6', 23')의 벽부들 내에, 다시 말하면 개방 셀형 증발 몸체(6 및 23) 내에 도달한다. 상대적으로 높은 질량 및 높은 속도를 갖는 현탁 입자들, 다시 말하면 상대적으로 높은 펄스를 갖는 상기 현탁 입자들은 증발 몸체(7)에까지 도달할 수 있다. 상기 증발 몸체는 확산부로서 기능하면서 운반 가스 유량과 그에 따라 이 운반 가스 유량 내에서 이송된 현탁 입자들을 제동한다. 상기 현탁 입자들이 공동부(7', 7") 내에 도달하는 점에 한해, 현탁 입자들은 그 공동부에서 증발 몸체(10 또는 8) 내로 유입되고, 이 증발 몸체에서 열 흡수에 의해 증발한다.All of the
앞서 기술한 증발 몸체는 유리 같은 탄소로 이루어진 개방 다공성 폼 몸체일 수 있거나, 또는 유리 같은 탄소로 이루어질 수 있다. 폼 몸체는 금속으로, 또는 세라믹으로 코팅될 수 있다. 그 밖에도, 폼 몸체는 유리 또는 석영으로 구성될 수 있다. 특히 바람직한 구현예에 따라서, 폼 몸체의 표면은 낮은 광 방사율을 보유한다. 상기 방사율은 바람직하게는 0.2 미만의 적외선 범위 이내이다(200 내지 400℃ 조건). 바람직하게는, 낮은 표면 방사율은, 셀 벽부들이 금 코팅되는 것을 통해 달성된다.The evaporation body described above may be an open porous foam body of glass-like carbon, or it may be made of glass-like carbon. The foam body may be coated with a metal or ceramic. In addition, the foam body can be composed of glass or quartz. According to a particularly preferred embodiment, the surface of the foam body has a low light emissivity. The emissivity is preferably within the infrared range of less than 0.2 (200 to 400 < 0 > C conditions). Preferably, a low surface emissivity is achieved through the gold coating of the cell walls.
모든 공개된 특징들은 (그 자체로) 본 발명의 핵심이다. 이로써, 본 출원의 특허청구범위에 관련된/첨부된 우선권 서류들(예비 출원의 사본)의 특징들을 함께 수용하기 위한 목적을 위하여서도, 상기 우선권 서류들의 공개 내용이 전체 내용에 걸쳐 본 출원의 공개에 함께 포함된다. 종속 청구항들은 그 임의의 대등의 원문에서 독립적으로, 특히 상기 특허청구범위를 기반으로 부분 출원을 실시하기 위해, 종래 기술의 발명의 개선을 특징짓는다.All disclosed features are (by themselves) the key to the invention. Accordingly, for the purpose of accommodating together the features of the priority documents attached to the claims of this application (copies of the preliminary application), the disclosure content of the priority documents is incorporated into the disclosure of the present application Included together. The dependent claims characterize the improvements of the prior art inventions, independently of their equivalents, in particular to carry out partial applications based on the claims.
1: 운반 가스 공급 라인
2: 유기 출발 물질을 위한 용기
3: 에어로졸 생성기
4: 에어로졸 공급 라인
5: 증발기
6: 증발 몸체
6': 관통 개구부
6": 관통 개구부
7: 증발 몸체
7': 관통 개구부
7": 관통 개구부
8: 증발 몸체
9: 증발 몸체
10: 증발 몸체
10': 관통 개구부
11: 관형 하우징
12: 가열부
13: 증기 공급 라인
14: 가열부
15: 반응기 하우징
16: 가스 분배기(샤워기 헤드)
17: 공정 챔버
18: 기판
19: 서셉터
20: 진공 펌프
21: 전기 접점
22: 전기 접점
23: 증발 몸체
23': 관통 개구부
24: 자유 공간
25: 자유 공간1: Carrier gas supply line
2: container for organic starting materials
3: Aerosol generator
4: aerosol supply line
5: Evaporator
6: evaporation body
6 ': through opening
6 ": through opening
7: evaporation body
7 ': through opening
7 ": through opening
8: Evaporating body
9: evaporation body
10: evaporation body
10 ': through opening
11: tubular housing
12:
13: steam supply line
14:
15: reactor housing
16: Gas distributor (shower head)
17: Process chamber
18: substrate
19: susceptor
20: Vacuum pump
21: Electrical contact
22: Electrical contact
23: evaporation body
23 ': Through-opening
24: free space
25: free space
Claims (17)
유기 출발 물질은 현탁 입자들의 형태로 운반 가스 유량 내로 유입되고, 이처럼 생성된 에어로졸은 유기 물질의 사전 결정된 질량 유량으로서 증발기(5)로 공급되고, 증발기(5)는 대형 표면을 구비한 증발 몸체(6 ~ 10)를 포함하고, 증발 몸체는, 이 증발 몸체(6 ~ 10)의 표면의 부근으로 유입되거나, 또는 그 표면과 접촉하는 현탁 입자들이 증발하는 증발 온도로 가열되고, 이처럼 생성된 증기는 운반 가스 유량으로부터 공정 챔버(17) 내로 유입되고, 이 공정 챔버에서 증기는 기판(18)의 표면상에서 층을 형성하며 응축되며,
증발된 유기 출발 물질의 증기로 포화되어 공정 챔버로 향하는 운반 가스 유량을 생성하기 위해, 증착 공정의 하나 이상의 단계에서, 증발기(5)로 향하는 현탁 입자들의 질량 유량은 증발기(5) 내에서 현탁 입자들의 증발 속도보다 더 높고,
증착 공정의 교호적으로 실행되는 단계들에서 증발기(5)로 향하는 상기 유기 출발 물질의 질량 유량은, 농축 단계(enrichment phase)에서 증발기(5)로 향하는 유기 출발 물질의 시간별 질량 유량이 동일한 시간에 상기 유기 출발 물질의 증발에 의해 생성된 증기의 질량 유량보다 더 높고 공핍 단계(depletion phase)에서는 증발기(5)로 향하는 유기 출발 물질의 질량 유량이 동일한 시간에 상기 유기 출발 물질의 증발에 의해 생성된 증기의 질량 유량보다 극미하게 더 낮은 방식으로 가변되며, 증착 공정 동안 상기 공핍 단계에서 상기 농축 단계로의 전환은, 농축 단계 동안 증발기 내에서 농축된 유기 출발 물질의 저장 질량이 완전하게 증발되기 전에 실행되는,
유기 출발 물질을 증착하기 위한 방법.A method for depositing an organic starting material as a layer on a substrate (18)
The organic starting material is introduced into the carrier gas flow in the form of suspended particles and the resulting aerosol is fed to the evaporator 5 as a predetermined mass flow rate of the organic material and the evaporator 5 is fed to the evaporation body 6 to 10), and the evaporating body is heated to an evaporating temperature at which evaporation of suspended particles coming into or near the surface of the evaporating bodies (6 to 10) evaporates, From the carrier gas flow into the process chamber 17 where the vapor forms a layer on the surface of the substrate 18 and condenses,
In one or more stages of the deposition process, the mass flow rate of the suspended particles towards the evaporator 5 is controlled by the amount of suspended particles in the evaporator 5, in order to produce a carrier gas flow rate that is saturated with the vapor of the evaporated organic starting material to the process chamber. Lt; RTI ID = 0.0 > evaporation rate,
The mass flow rate of the organic starting material towards the evaporator 5 in the alternately executed steps of the deposition process is such that the mass flow rate of the organic starting material towards the evaporator 5 in the enrichment phase The mass flow rate of the organic starting material is higher than the mass flow rate of the vapor produced by evaporation of the organic starting material and in the depletion phase the mass flow rate of the organic starting material towards the evaporator 5 is produced by evaporation of the organic starting material at the same time And the transition from the depletion stage to the enrichment stage during the deposition process is carried out before the storage mass of the concentrated organic starting material in the evaporator during the concentration stage is completely evaporated felled,
A method for depositing an organic starting material.
상기 현탁 입자들의 크기는 개방 다공성 폼 몸체(foam body)를 포함하는 증발 몸체(6 ~ 10)의 기공 크기보다 더 작은,
유기 출발 물질을 증착하기 위한 방법.The method according to claim 1,
The size of the suspended particles is smaller than the pore size of the evaporation bodies 6 to 10 including an open porous foam body,
A method for depositing an organic starting material.
운반 가스로서 예열된 불활성 가스 또는 희유 가스가 이용되는,
유기 출발 물질을 증착하기 위한 방법.3. The method according to claim 1 or 2,
In which inert gas or rare gas preheated as carrier gas is used,
A method for depositing an organic starting material.
증발은 0.1과 100mbar 사이의 범위인 총압 조건에서 수행되는,
유기 출발 물질을 증착하기 위한 방법.3. The method according to claim 1 or 2,
The evaporation is carried out under conditions of total pressure ranging between 0.1 and 100 mbar,
A method for depositing an organic starting material.
상기 개방 다공성 폼 몸체는 유리상 탄소로 구성되거나, 또는 유리상 탄소로 구성되고 금속 또는 세라믹으로 코팅되거나, 또는 금속, 세라믹, 유리, 또는 석영으로 구성되고, 그리고/또는 경우에 따라 추가 금속으로 코팅되는,
유기 출발 물질을 증착하기 위한 방법.3. The method of claim 2,
The open porous foam body may be composed of glassy carbon or may be composed of glassy carbon and coated with a metal or ceramic or may be composed of a metal, ceramic, glass or quartz, and /
A method for depositing an organic starting material.
상기 개방 다공성 폼 몸체는 0.5㎜를 상회하는 기공 폭을 보유하는,
유기 출발 물질을 증착하기 위한 방법.3. The method of claim 2,
Said open porous foam body having a pore width greater than 0.5 mm,
A method for depositing an organic starting material.
상기 장치는 운반 가스 유량 내에서 증발기(5) 쪽으로 이송되는 현탁 입자들의 형태로 출발 물질의 정량 조절된 질량 유량을 생성하기 위한 에어로졸 생성기(3) 및 증기 공급 라인(13)을 통해 증발기(5)에 의해 생성된 증기가 공급되는, 기판(18)을 수용하기 위한 공정 챔버(17)를 포함하며, 상기 증발기(5)는 블라인드 홀로서 형성된 유입 채널(6')을 구비한 개방 다공성 증발 몸체들(6 ~ 10)을 포함하고, 증발 몸체(6 ~ 10)는 현탁 입자들을 증발시키기 위해 증발 온도로 가열될 수 있으며, 증발 몸체(6 ~ 10)는, 증발되지 않은 현탁 입자들의 통과를 방지하기 위해, 관통 보어로 유입 채널(6')을 형성하는 제1 증발 몸체(6) 및 유입 채널(6')의 폐쇄된 단부(7')를 형성하는 제2 증발 몸체(7)를 포함하고,
상기 증발 몸체(6 ~ 10)는 1㎟를 상회하는 기공 횡단면과 총 용적의 90% 이상의 기공 용적을 보유하는 개방 다공성 폼 몸체인,
유기 출발 물질을 증착하기 위한 장치.An apparatus for depositing an organic starting material as a layer on a substrate (18)
The apparatus comprises an evaporator 5 via an aerosol generator 3 and a vapor supply line 13 for generating a controlled mass flow rate of the starting material in the form of suspended particles delivered to the evaporator 5 in the carrier gas flow rate, And a process chamber (17) for receiving the substrate (18), wherein the vapor produced by the evaporator (5) is supplied, wherein the evaporator (5) comprises open porous evaporation bodies (6-10), and the evaporation bodies (6-10) can be heated to the evaporation temperature to evaporate the suspended particles, and the evaporation bodies (6-10) can prevent the passage of the non-evaporated suspended particles Comprises a first evaporating body (6) forming an inlet channel (6 ') with a through bore and a second evaporating body (7) forming a closed end (7') of the inlet channel (6 '
Wherein said evaporation bodies (6-10) are open porous foam bodies having a pore cross section above 1 mm < 2 > and a pore volume of 90%
An apparatus for depositing an organic starting material.
유동 방향으로 일렬로 연이어 배치되는 복수의 증발 몸체(6 ~ 10)가 제공되고, 하나 이상의 제1 증발 몸체(6)는 동일하거나 서로 상이한 지름의 관통 보어로 유입 채널을 형성하며, 하나 이상의 제2 증발 몸체(7, 8, 9)는 상기 증발기(5)의 유동 횡단면을 완전하게 채우면서 유동 방향에서 상기 하나 이상의 제1 증발 몸체(6)의 하류에 배치되는,
유기 출발 물질을 증착하기 위한 장치.9. The method of claim 8,
A plurality of evaporating bodies (6-10) arranged in series in the flow direction are provided, at least one first evaporating body (6) forming an inlet channel with the same or different diameter through bores, The evaporating body (7,8, 9) is arranged downstream of the at least one first evaporating body (6) in the flow direction while completely filling the flow cross-section of the evaporator (5)
An apparatus for depositing an organic starting material.
상기 유입 채널(6')과 일직선을 이루는 유출 채널(10')을 형성하는 제3 증발 몸체(10)가 제공되며, 이 유출 채널의 폐쇄된 단부(9')는 상기 하나 이상의 제2 증발 몸체(7, 8, 9)에 의해 형성되는,
유기 출발 물질을 증착하기 위한 장치.10. The method according to claim 8 or 9,
There is provided a third evaporation body 10 which forms an outlet channel 10'which is in line with the inlet channel 6'in which the closed end 9'is connected to the one or more second evaporation bodies & (7, 8, 9)
An apparatus for depositing an organic starting material.
상기 증기 공급 라인(13)은 반응기 하우징(15) 내에 배치된 가스 분배기(16) 내로 통해 있고, 이 가스 분배기의 가스 유출면은 체(sieve) 모양으로 배치된 복수의 가스 유출 개구부를 포함하며, 상기 가스 유출면은, 기판(18)을 지지하면서 냉각되는 서셉터(susceptor)(19)에 대향하여 위치하는,
유기 출발 물질을 증착하기 위한 장치.10. The method according to claim 8 or 9,
The steam supply line (13) passes into a gas distributor (16) disposed in a reactor housing (15), the gas outlet surface of the gas distributor comprising a plurality of gas outlet openings arranged in a sieve- The gas outlet surface is located opposite to a susceptor 19 that is cooled while supporting the substrate 18,
An apparatus for depositing an organic starting material.
상기 증발기(5)는 가열부(12)를 포함하거나, 또는 상기 증발 몸체(6 ~ 10)는, 이 증발 몸체(6 ~ 10)를 통해 전도되는 전류에 의해 전기 가열될 수 있는 전기 전도성 재료로 구성되는,
유기 출발 물질을 증착하기 위한 장치.10. The method according to claim 8 or 9,
The evaporator 5 includes a heating portion 12 or the evaporation bodies 6 to 10 are made of an electrically conductive material which can be electrically heated by a current conducted through the evaporation bodies 6 to 10 Configured,
An apparatus for depositing an organic starting material.
상기 증착 공정의 하나 이상의 단계는 증착 공정의 시작 단계를 포함하는,
유기 출발 물질을 증착하기 위한 방법.The method according to claim 1,
One or more of the steps of the deposition process may include the beginning of the deposition process.
A method for depositing an organic starting material.
상기 불활성 가스는 질소 및 수소를 포함하고, 상기 희유 가스는 아르곤을 포함하는,
유기 출발 물질을 증착하기 위한 방법.5. The method of claim 4,
Wherein the inert gas comprises nitrogen and hydrogen, and the rare gas comprises argon.
A method for depositing an organic starting material.
상기 증발은 0.1과 10mbar 사이의 범위인 총압 조건에서 수행되는,
유기 출발 물질을 증착하기 위한 방법.6. The method of claim 5,
Wherein said evaporation is carried out under conditions of total pressure ranging between 0.1 and 10 mbar,
A method for depositing an organic starting material.
상기 금속은 탄탈, 몰리브덴, 텅스텐, 레늄, 또는 니오븀을 포함하고, 상기 세라믹은 탄화 규소 또는 질화 붕소를 포함하고, 상기 추가 금속은 금을 포함하는,
유기 출발 물질을 증착하기 위한 방법.The method according to claim 6,
Wherein the metal comprises tantalum, molybdenum, tungsten, rhenium, or niobium, wherein the ceramic comprises silicon carbide or boron nitride, and wherein the further metal comprises gold,
A method for depositing an organic starting material.
상기 개방 다공성 폼 몸체는 1㎜를 상회하는 기공 폭을 보유하는,
유기 출발 물질을 증착하기 위한 방법.8. The method of claim 7,
Said open porous foam body having a pore width greater than 1 mm,
A method for depositing an organic starting material.
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