KR102426875B1 - 코팅을 제조하기 위한 방법 및 코팅을 포함하는 광전 반도체 소자 - Google Patents

코팅을 제조하기 위한 방법 및 코팅을 포함하는 광전 반도체 소자 Download PDF

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Abstract

코팅을 제조하기 위한 방법이 제안되고, 상기 방법은 하기 단계들, 즉, 상단 표면(4a)과 메인 코팅 방향(Z)을 가진 재료원(4)을 제공하는 단계, 상단 표면(1a)을 가진 기판 홀더(1)를 제공하는 단계, 기판의 상단 표면(1a) 위에 기판 홀더(1)를 등지고 있는 코팅 표면(2a)을 가진 적어도 하나의 베이스 층(2)을 제공하는 단계, 회전 암(3)의 메인 연장 방향을 따라 길이(3L)를 갖는 회전 암(3)에 기판 홀더(1)를 설치하는 단계, 전체 공정 동안 법선각(φ)이 적어도 30°및 최대 75°에 이르도록 회전 암(3)의 길이(3L)를 조절하는 단계, 코팅 표면(2a)을 가진 베이스 층(2)의 측면에 재료원(4)에 의해 적어도 하나의 코팅(22)을 도포하는 단계를 포함하고, 이 경우 기판 홀더(1)는 코팅(22)의 코팅 과정 동안, 회전 암(3)의 메인 연장 방향을 따라 연장되는 기판 회전축을 중심으로 회전된다.

Description

코팅을 제조하기 위한 방법 및 코팅을 포함하는 광전 반도체 소자{METHOD FOR PRODUCING A COATING AND OPTOELECTRONIC SEMICONDUCTOR COMPONENT HAVING A COATING}
본 발명은 코팅을 제조하기 위한 방법 및 코팅을 포함하는 광전 반도체 소자에 관한 것이다.
본 특허 출원은 독일 특허 출원 DE 10 2014 108 348.2의 우선권을 청구하고, 그 공개 내용은 참조로 포함된다.
본 발명의 과제는 같은 모양으로 커버하는 코팅을 제조하기 위한 방법을 제공하는 것이다. 다른 과제는 같은 모양으로 커버하는 코팅을 포함하는 광전 반도체 소자를 제공하는 것이다.
상기 과제는 청구범위 제 1 항에 따른 방법 및 청구범위 제 14 항에 따른 광전 반도체 소자에 의해 해결된다.
코팅을 제조하기 위한 방법이 제안된다. 코팅은 예를 들어 광전 반도체 소자의 금속층, 반도체층 또는 절연층일 수 있다. 바람직하게, 코팅은 얇은, 즉 예를 들어, 최대 10 ㎛ 두께의, 바람직하게는, 불순물을 거의 포함하지 않는 재료로 이루어진 층이다. 즉, 바람직하게는, 층은 상기 재료로 이루어지고, 예를 들어 최대 3%, 특히, 최대 1%의 이물질을 포함한다. 바람직하게, 코팅은 재료원으로서 증착원에 의해 제공될 수 있는 재료로 형성된다.
방법의 적어도 하나의 실시예에 따라 먼저 메인 코팅 방향과 증착면을 갖는 재료원이 제공된다. 재료원은, 예를 들어, 내부에 코팅을 위한 재료를 포함한다. 코팅이 다수의 재료 또는 다수의 재료 성분들을 포함하면, 다수의 재료원 또는 다수의 재료를 포함하는 하나의 재료원이 사용될 수도 있다. 코팅을 위한 적어도 하나의 재료는, 예를 들어, 가열에 의해 또는 대전 입자 충격에 의해 재료원으로부터 분리된다.
재료원의 메인 방출은 메인 코팅 방향을 따라 이루어진다. 다시 말해서 재료원으로부터 방출된 재료 유동은 메인 코팅 방향을 따라 최대이다. 재료 유동은 재료원의 증착면의 적어도 하나의 연장 방향을 따라, 즉 메인 코팅 방향에 대해 수직으로 최소일 수 있다.
방법의 적어도 하나의 실시예에 따라 상단 표면을 가진 기판 홀더가 제공된다. 바람직하게 상단 표면은 평평하게 형성된다. 다시 말해서 상단 표면의 경로는 상단 표면을 통해 연장되는 가상의 수학적 평면으로부터 상기 평면에 대해 수직인 기판 홀더의 두께의 최대 ±10%, 바람직하게 최대 ±5%만큼 편향된다.
기판 홀더의 상단 표면은 재료원을 향한다. 상단 표면의 가상의 연장부는 이 경우 메인 코팅 방향과 90°보다 작은 각도를 형성한다. 기판 홀더는 이 경우 예를 들어 회전 플레이트일 수 있다. 일반적으로, 기판 홀더는 기계적 자력 지지 재료로 형성되는 것이 가능하다. 다시 말해서 기판 홀더의 운반 동안 기판 홀더를 파손으로부터 보호하기 위한 다른 보호 부재는 필요 없다. 기판 홀더는 이 경우 다수의 층으로 형성될 수 있고, 이 경우 기판 홀더의 상단 표면은 반도체 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어 기판 홀더의 상단 표면은 실리콘을 포함한다.
방법의 적어도 하나의 실시예에 따라 기판 홀더의 상단 표면 위에 베이스 층이 배치된다. 베이스 층은 기판 홀더를 등지고 있는 코팅 표면을 갖는다. 베이스 층은 코팅할 소자, 예를 들어 코팅할 기판일 수 있다. 코팅 표면은 재료원을 향한다. 따라서 재료원으로부터 증착된 재료가 코팅 표면 위에 도포될 수 있다. 또한 베이스 층은 바람직하게 4개의 측면(side surface)을 갖는다. 명칭 "코팅 표면"의 선택은 이 경우, 상기 표면에만 코팅이 제공되는 것을 의미하지 않는다. 오히려 바람직하게 베이스 층의 측면들에도 코팅이 제공된다. 코팅 표면은 오히려 메인 코팅 표면, 즉 재료원에 대한 위치에 따라 그리고 기하학적 치수에 따라 재료원으로부터 최대량의 재료가 정량적으로 증착되는 표면이다.
예를 들어 베이스 층은 직방체, 각뿔대 또는 원뿔대 형태로 형성된다. 4개의 측면들은 이 경우 코팅 표면과 기판 홀더의 상단 표면을 향한 베이스 층의 바닥 표면을 서로 연결할 수 있다. 베이스 층은 예를 들어 아직 완성되지 않은 광전 반도체 소자일 수 있다. 베이스 층은 즉, 광전 반도체 소자의 층들 및/또는 구조물들을 포함할 수 있다.
방법의 적어도 하나의 실시예에 따라 기판 홀더는 메인 연장 방향을 갖는 회전 암에 설치된다. 회전 암은 기판 홀더의 상단 표면을 등지고 있는 기판 홀더의 바닥 표면에 설치된다. 회전 암은 바람직하게 기판 홀더의 바닥 표면에 고정 연결된다. 회전 암의 메인 연장 방향은 기판 홀더의 바닥 표면에 대해 수직으로 연장된다. 회전 암은 그것의 메인 연장 방향을 따라 길이를 갖는다. 예를 들어 기판 홀더를 등지고 있는 회전 암의 단부는 회전 조인트에 고정된다. 고정은 예를 들어 스크루 연결에 의해 기계적으로 이루어질 수 있다.
바람직하게 기판 홀더의 기판 회전축의 가상의 연장부가 회전 암의 메인 연장 방향을 따라 연장된다. 기판 회전축은 이 경우 기판 홀더의 상단 표면으로부터 바닥 표면을 향해 연장된다. 기판 회전축은 바람직하게 기판 홀더의 중심을 통해 연장된다. 용어 "중심"은 이 경우 및 후속해서 기하학적으로 정확한 중심이 아니라, 제조 공차의 범위 내에서 중심으로서만 파악될 수 있다. 예를 들어 중심은 기판 홀더의 직경에 대해 15%까지, 바람직하게 10%까지 기하학적으로 정확한 선회점으로부터 편향된다.
방법의 적어도 하나의 실시예에 따라 회전 암의 길이가 조절된다. 조절은 예를 들어 적절한 길이의 회전 암의 선택에 의해 이루어질 수 있다. 또한 길이는 기판 홀더로부터 멀어지는 방향으로 회전 조인트의 이동에 의해 또는 회전 조인트에서 회전 암의 고정점의 이동에 의해 이루어질 수 있다.
방법의 적어도 하나의 실시예에 따라 회전 암의 길이는, 전체 공정 동안 법선각이 적어도 30°이고 최대 75°에 이르도록 조절된다. 바람직하게 법선각은 적어도 40°이고 최대 60°이다. 법선각은 이 경우, 코팅 표면 위의 표본점을 통과하는 베이스 층의 코팅 표면의 면 법선(surface normal)이 표본 백터(sample vector)와 함께 형성하는 각도이다. 표본 백터는 재료원의 증착면 위의 임의의 지점으로부터 베이스 층의 코팅 표면 위의 표본점을 향한 연결 백터에 의해 제공된다. 바람직하게 재료원의 증착면 위의 지점으로서 임의의 지점이 아니라, 메인 코팅 방향이 통과하여 연장되는 지점이 선택된다.
예를 들어 법선각은 재료원의 방향으로 회전 암의 가상의 연장부 및 재료원으로부터 회전 암의 고정점을 향한 연결 백터가 형성하는 각도일 수 있다.
방법의 적어도 하나의 실시예에 따라 코팅 표면을 가진 베이스 층의 면에 적어도 하나의 코팅이 도포된다. 이러한 도포는 이하 "코팅 과정"이라고 하고, 코팅 시간 동안 이루어진다. 코팅은 코팅 두께를 갖는다. 이 경우 및 후속해서 상단 표면과 또는 코팅 아래에 위치한 베이스 층의 측면들 중 하나의 측면과 베이스 층을 등지고 있는 코팅의 외부 표면 사이의 각각의 최소 간격을 코팅 두께라고 한다.
코팅의 도포는 재료원에 의해 이루어진다. 예를 들어 코팅은 재료원에 의해 증착된다. 코팅은 코팅 시간 동안 이루어지고, 이 경우 코팅 시간은 바람직하게, 코팅 표면 및/또는 베이스 층의 측면의 완전한 커버가 이루어지는 정도로 선택된다. 베이스 층의 "완전한 커버"란 이 경우 및 후속해서, 기판 홀더를 등지고 있는 베이스 층의 노출된 외부 표면 전체는 코팅 후에 더 이상 자유롭게 액세스 불가능하고, 전체 표면이 코팅에 의해 커버되는 것을 의미한다. 코팅은 즉, 특히 폐쇄된 층이고, 코팅의 재료와 서로 결합되지 않는 다수의 재료들을 포함하지 않는다.
방법의 적어도 하나의 실시예에 따라 기판 홀더는 적어도 하나의 코팅의 코팅 동안 기판 회전축을 중심으로 회전된다. 회전은 바람직하게 일정한 회전 주파수로 이루어진다. 다시 말해서, 회전 주파수는 코팅 시간 동안 또는 코팅 과정 동안 변경되지 않는다. 기판 회전축은 회전 암의 메인 연장 방향을 따라 연장된다. 바람직하게 이 경우 회전 암은 자전한다. 회전 암의 자체 회전은 예를 들어, 회전 암이 설치된 회전 조인트에 의해 구현될 수 있다.
이 경우, 법선각은 코팅 과정 동안 기판 홀더의 회전에 의해 변경되는 것이 고려되어야 한다. 이는, 회전이 이루어지는 기판 회전축이 대개 베이스 층을 통해 연장되지 않기 때문이다. 기판 회전축의 위치와 관련해서 베이스 층은 예를 들어, 제조 방법의 시작 시 재료원에 더 가깝게 위치한다. 회전에 의해 베이스 층은 추후 시점에 코팅 과정 동안 기판 회전축의 위치와 관련해서 재료원으로부터 더 멀리 떨어져 위치한다. 재료원과 베이스 층 사이의 간격은 이로써 기판 회전축 중심의 회전으로 인해 시간에 따라 가변적이다. 이는 표본 백터의 변동 및 법선각의 변동을 야기한다. 가변성에도 불구하고 법선각은 전체 제조 공정 동안 적어도 30°이고 최대 75°이다.
코팅을 제조하기 위한 방법의 적어도 하나의 실시예에 따라 상기 방법은, 하기 단계들,
상단 표면과 메인 코팅 방향을 가진 재료원을 제공하는 단계,
상단 표면을 가진 기판 홀더를 제공하는 단계,
기판의 상단 표면 위에 기판 홀더를 등지고 있는 코팅 표면을 가진 적어도 하나의 베이스 층을 제공하는 단계,
회전 암의 메인 연장 방향을 따라 길이를 갖는 회전 암에 기판 홀더를 설치하는 단계,
코팅 표면 위의 표본점을 통과하는 베이스 층의 코팅 표면의 면 법선이 재료원의 상단 표면 위의 하나의 지점으로부터 코팅 표면 위의 표본점을 향한 연결 백터에 의해 주어진 표본 백터와 함께 전체 방법 동안 적어도 30°및 최대 75°에 이르는 법선각을 형성하도록 회전 암의 길이를 조절하는 단계,
코팅 표면을 가진 베이스 층의 면에 재료원에 의해 적어도 하나의 코팅을 도포하는 단계
를 포함하며,
여기서, 기판 홀더는 코팅의 코팅 동안 기판 회전축을 중심으로 회전되고, 상기 기판 회전축은 회전 암의 메인 연장 방향을 따라 연장된다.
전술한 방법에서 특히, 법선각이 적어도 30°및 최대 75°에 이르도록 회전 암의 길이의 정확한 조절에 의해, 베이스 층의 균일한 오버몰딩(overmolding)이 달성될 수 있는 사상이 추구된다. 이로 인해 베이스 층의 모서리 및/또는 에지들의 같은 모양의 오버랩핑이 가능해진다. 또한 균열 없는 따라서 밀봉 코팅의 제조가 가능해진다.
방법의 적어도 하나의 실시예에 따라 기판 홀더는 추가로 제조 공차의 범위 내에서 재료원의 메인 코팅 방향을 따라 연장되는 전체 회전축을 중심으로 회전된다. 바람직하게 회전은 전체 코팅 과정 동안 이루어진다. 전체 회전축을 중심으로 회전에 의해 재료원으로부터 증착된 재료 유동 내 불규칙성이 보상될 수 있다.
기판 회전축과 전체 회전축을 중심으로 동시 회전에 의해, 이 경우 균일한 같은 모양의 코팅이 달성된다. 기판 회전축을 중심으로 회전에 의해 특히, 베이스 층의 측면들을 균일하게 코팅할 수 있다. 회전으로 인한 법선각의 변동과 관련해서 전술한 바와 같이, 기판 회전축을 중심으로 회전 동안 베이스 층과 재료원 사이의 간격이 변동된다. 처음에 재료원과 상이한 간격을 갖는, 예를 들어, 2개의 베이스 층의 코팅의 경우 이로써 상이한 간격으로 인한 코팅 두께의 불규칙성이 보상될 수 있다.
코팅 두께의 이러한 불규칙성은, 재료원에 대한 간격이 증가함에 따라 재료원에 의해 방출된 재료 유동이 제곱으로 감소하는 것(소위 제곱거리(squared distance) 법칙)에 기인한다. 따라서 처음에 재료원에 제 2 베이스 층보다 더 가까이 위치한 제 1 베이스 층은 추후 시점에 제 2 베이스 층보다 재료원으로부터 더 멀리 떨어져 위치한다. 또한 회전으로 인해, 베이스 층의 측면들이 균일하게 코팅되는 것이 가능한데, 그 이유는 기판 회전축을 중심으로 회전 동안 각각의 다른 측면이 재료원을 향하기 때문이다. 재료원을 향한, 특히 재료원의 메인 코팅 방향을 향한 각각의 측면의 각각의 정렬은 즉, 코팅 과정 동안 기판 회전축을 중심으로 회전에 의해 변동된다.
전체 회전축을 중심으로 회전은 또한 재료원으로부터 방출된 재료 유동 내 불규칙성의 보상을 야기한다. 바람직하게는 재료 유동은 메인 코팅 방향에 대해 및 전체 회전축에 대해 회전 대칭을 갖는다. 그러나 실제 재료원의 재료 유동들은 회전 대칭과 편차를 갖는다. 이러한 편차는 전체 회전축을 중심으로 회전에 의해 보상된다.
방법의 적어도 하나의 실시예에 따라 제 1 회전 주파수로 기판 회전축을 중심으로 회전이 이루어지고, 제 2 회전 주파수로 전체 회전축을 중심으로 회전이 이루어진다. 제 1 회전 주파수는 이 경우 제 2 회전 주파수보다 크다. 예를 들어 제 1 회전 주파수는 제 2 회전 주파수의 적어도 수 배, 특히 5.25배이다. 다시 말해서 기판 회전축을 중심으로 회전은 전체 회전축을 중심으로 회전보다 훨씬 빠르다. 회전 주파수의 상이한 선택은 이 경우, 재료원에 대한 측면들의 상이한 정렬로 인해 나타날 수 있는 코팅 두께의 불균일성이 재료원의 재료 유동 내의 불균일성으로 인해 나타날 수 있는 코팅 두께의 불규칙성보다 훨씬 크다는 사실을 고려한다.
방법의 적어도 하나의 실시예에 따라 코팅 표면 위의 임의의 지점이 표본점으로서 선택된다. 다시 말해서 법선각을 규정하는 코팅 표면의 면 법선은 베이스 층의 코팅 표면 위의 임의의 지점을 통해 연장될 수 있다. 표본 백터와 코팅 표면 위의 임의의 표본점을 통과하는 코팅 표면의 임의의 면 법선이 형성하는 각각의 법선각은, 법선각이 적어도 30°이고 최대 75°인 전술한 조건을 전체 코팅 시간 동안 충족한다.
방법의 적어도 하나의 실시예에 따라 각각의 코팅 표면을 가진 다수의 베이스 층들이 기판 홀더의 상단 표면에 배치된다. 다수의 모든 베이스 층의 각각의 코팅 표면의 각각의 법선각은 적어도 30°이고 최대 75°이다.
방법의 적어도 하나의 실시예에 따라 회전 암의 길이는, 길이가 적어도 100 mm이고 최대 700 mm에 이르도록 조절된다. 회전 암의 길이의 선택은, 이 경우 코팅 장치의 크기에 의존하고, 그것에 따라 스케일링(scaling)된다. 바람직하게 길이는 적어도 200 mm이고 최대 400 mm이고, 특히 바람직하게는, 적어도 220 mm이고 최대 300 mm이다. 상기 범위에서 회전 암의 길이의 선택은, 이 경우, 적어도 30°인 법선각을 제공하는 것은 물론, 다수의 기판을 제공하는 것을 가능하게 하고, 상기 기판들은 공간 부족으로 인해 서로 접촉하지 않고/않거나 재료원의 재료 유동에 의해 기판 홀더의 상단 표면은 차폐되지 않는다.
방법의 적어도 하나의 실시예에 따라 코팅은 기판 홀더를 등지고 있는 베이스 층의 모든 에지와 모서리를 완전히 덮는다. 다시 말해서 베이스 층은 같은 모양으로 그리고 유격 없이 코팅에 의해 덮인다. 코팅의 도포 후에 기판 홀더를 등지고 있는 베이스 층의 외부 표면, 즉 이 경우 베이스 층의 코팅 표면 및 모든 측면들은 더 이상 자유롭게 액세스 불가하다. 또한 베이스 층의 에지와 모서리들은 완전히 덮인다. 베이스 층의 에지는 이 경우 및 후속해서 하나의 측면이 코팅 영역에 닿는 위치이다. 베이스 층의 모서리는 이 경우 및 후속해서 2개의 측면과 코팅 표면이 만나는 위치이다. 예를 들어 직방체 형태의 베이스 층은 기판 홀더를 등지고 있는 4개의 에지와 기판 홀더를 등지고 있는 4개의 모서리를 갖는다. 원뿔대 형태의 베이스 층은 예를 들어 기판 홀더를 등지고 있는 하나의 에지만을 갖고, 상기 에지에서 외부 표면은 원뿔대의 상단 표면에 닿는다. 용어 "에지" 및/또는 "모서리"는 이 경우 정확한 기하학적 개념으로 파악되지 않고, 오히려 - 제조 공차의 범위 내에서 - 예를 들어, 라운드된 에지 및/또는 모서리를 포함한다.
방법의 적어도 하나의 실시예에 따라 기판 홀더는 디스크 형태로 형성된다. 기판 홀더의 상단 표면 및/또는 바닥 표면은 이 경우 원 형태를 갖는다. 기판 홀더의 원형의 상단 표면 및/또는 원형의 바닥 표면의 반경은 이 경우 적어도 30 mm 이고 최대 350 mm이다. 바람직하게 반경은 적어도 40 mm 이고 최대 200 mm이며, 특히 바람직하게 최대 120 mm이다. 기판 회전축은 이 경우 원형 상단 표면 및/또는 원형 바닥 표면의 중심점을 통해 연장된다. 용어 "원", "원형의", "디스크", "디스크 형태의", "반경" 및 "중심점"은 이 경우 정확한 기하학적 개념이 아니며, 오히려 제조 공차의 범위 내에서 파악되어야 하는 정보로 파악될 수 있다. 예를 들어 상단 표면 및/또는 바닥 표면은 거의 원형의 타원 형태를 가질 수 있고, 이 경우 타원의 수치적 편심률은 최대 10%일 수 있다.
이 경우, 기판 홀더의 윤곽은 평면도에서 볼 때 원의 형태에 유사해질 수 있는 것이 가능하다. 예를 들어 기판 홀더는 평면도에서 볼 때 클로버 잎, 특히 잎이 4개인 클로버 잎의 형태를 가질 수 있다. 클로버 잎의 형태는 이 경우 평면도에서 볼 때 원으로 테두리 될 수 있다. 기판 홀더는 이 경우 평면도에서 볼 때 적어도 하나의 대칭축, 바람직하게는 적어도 2개의 대칭축, 그리고 특히 바람직하게는 적어도 4개의 대칭축을 가질 수 있다. 기판 홀더의 적어도 하나의 공간적 치수는 적어도 30 mm 그리고 최대 350 mm의 연장부를 가질 수 있다.
방법의 적어도 하나의 실시예에 따라 적어도 2개의 기판과 적어도 2개의 회전 암이 제공된다. 각각의 기판 위에 바람직하게 각각 다수의 베이스 층이 배치된다. 2개의 기판은 각각의 회전 암에 배치되고, 이 경우 각각의 기판 홀더는 하나의 회전 암에 1대1로 할당된다. 바람직하게 2개의 회전 암은 제조 공차의 범위 내에서 동일한 길이를 갖는다. 그러나 회전 암이 상이한 길이를 갖는 것도 가능하다. 이는 예를 들어 2개의 기판 위에 배치된 베이스 층들의 상이한 코팅을 가능하게 한다.
2개의 기판은 각각 기판 회전축을 중심으로 회전하고, 상기 회전축을 통해 관련 회전 암의 각각의 메인 연장 방향이 연장된다. 바람직하게 2개의 기판은 동일한 제 1 회전 주파수로 회전한다. 그러나 또한, 2개의 기판의 회전 주파수가 상이한 것도 가능하다. 이는 예를 들어, 2개의 기판의 베이스 층 위에 구조적으로 상이한 코팅이 도포되어야 하는 경우일 수 있다.
방법의 적어도 하나의 실시예에 따라 적어도 2개의 기판과 재료원은 하나의 공통의 구면 위에 배치되지 않는다. 예를 들어 2개의 기판은 하나의 공통의 구면 위에 배치될 수 있고, 이 경우 재료원은 상기 공통의 구면 위에 배치되지 않는다. 이로써 2개의 기판은 물론 재료원이 적어도 부분적으로 배치된 표면을 갖는 구의 공간을 규정하는 것은 불가능하다.
이와 달리 소위 크누센(Knudsen) 또는 유성 기어의 재료원 및 기판은 하나의 공통의 구면에 배치된다. 이러한 크누센 또는 유성 기어에 의한 코팅 방법은 여기에 설명된 방법과 달리, 코팅에 의해 베이스 층의 동일한 형태의 에지 커버가 이루어지는 것이 아니라, 오히려 기판 홀더 위의 베이스 층의 위치와 정렬에 따라 오버몰딩의 비대칭이 이루어지는 단점을 갖는다. 또한 이러한 크누센 또는 유성 기어에 의한 코팅 시 오버몰딩할 에지의 범위에 있는 코팅 내에 갭 또는 균열이 발생한다.
또한 광전 반도체 소자가 제안된다. 광전 반도체 소자의 코팅은 바람직하게 여기에 설명된 방법에 의해 제조된다. 즉, 방법에 대해 공개된 모든 특징들은 광전 반도체 소자의 코팅에 대해서도 공개되며 반대의 경우도 또한 같다.
광전 반도체 소자의 적어도 하나의 실시예에 따라 상기 광전 반도체 소자는 코팅 표면 및 대향 배치된 2개의 방사방향 측면을 가진 적어도 하나의 베이스 층을 포함한다. 또한 베이스 층은 대향 배치된 2개의 접선방향 측면을 포함하고, 상기 측면들은 제조 공차의 범위 내에서 방사방향 측면에 대해 가로방향으로 또는 수직으로 연장된다. 바람직하게 2개의 각각의 방사방향 측면들은 접선방향 측면에 인접하고 반대의 경우도 또한 같다. 예를 들어 베이스 층은 직방체 또는 각뿔대 형태로 형성된다. 방사방향 측면들은 제조 공차의 범위 내에서 서로 평행하게 배치될 수 있다. 또한 접선방향 측면들은 제조 공차의 범위 내에서 서로 평행하게 배치될 수 있다. 방사방향 측면들은 이 경우, 기판 회전축을 향하는 또는 이를 등지고 있는 측면일 수 있다. 접선방향 측면들은 제 1 회전 주파수의 회전 방향을 따라 연장되는 적어도 하나의 면 법선을 갖는 측면일 수 있다.
베이스 층은 또한 바닥 표면과 바닥 표면을 등지고 있는 에지 및 모서리를 포함하고, 상기 에지 및 모서리에서 접선방향 또는 방사방향 측면들이 코팅 표면에 닿는다.
광전 반도체 소자의 적어도 하나의 실시예에 따라 상기 광전 반도체 소자는 적어도 하나의 코팅을 포함한다. 코팅은 베이스 층의 에지와 모서리를 완전히 덮는다. 다시 말해서, 코팅은 베이스 층을 같은 모양으로 덮는다. 예를 들어 코팅은 광전 반도체 소자의 절연층이다. 또한 코팅은 광전 반도체 소자의 반사층 및/또는 전기 전도성 접속층일 수 있다. 또한 코팅은 광전 반도체 소자의 반도체 층일 수 있다. 같은 모양의 코팅에 의해 예를 들어 베이스 층은 외부에 대해 밀봉될 수 있고, 공기 및/또는 유체의 침투에 대해 보호될 수 있다. 또한 같은 모양의 코팅은 고반사 층들의 제조를 위해 이용될 수 있다.
코팅의 재료는 높은 순도를 가질 수 있다. 예를 들어 코팅 내 오염 불순물 원자의 비율은 코팅의 재료의 원자의 최대 3%, 바람직하게는 최대 1%이다. 특히 코팅의 재료의 순도에서 증착에 의한 제조가 입증될 수 있다. 코팅이 증착에 의해 제조되는 특징은 따라서 완성된 소자에서 입증될 수 있는 구체적인 특징이기도 하다.
광전 반도체 소자의 적어도 하나의 실시예에 따라 상기 광전 반도체 소자는 적어도 하나의 베이스 층과 적어도 하나의 코팅을 포함하고, 상기 베이스 층은 코팅 표면, 대향 배치된 2개의 방사방향 측면, 제조 공차의 범위 내에서 방사방향 측면에 대해 가로방향으로 또는 수직으로 연장되는 대향 배치된 2개의 접선방향 측면, 바닥 표면 및 바닥 표면을 등지고 있는 에지와 모서리를 갖고, 이 경우 코팅은 베이스 층의 에지와 모서리를 완전히 덮는다.
광전 반도체 소자의 적어도 하나의 실시예에 따라 코팅은 외부 표면을 갖는다. 베이스 층의 적어도 하나의 방사방향 측면의 코팅 두께는 이 경우 베이스 층의 코팅 표면의 코팅 두께의 적어도 25%이다. 다시 말해서 코팅의 코팅 두께는 균일하게 형성된다. 이 경우 및 후속해서 베이스 층의 방사방향 측면 및/또는 접선방향 측면 및/또는 코팅 표면의 코팅 두께는 방사방향 측면 및/또는 코팅 표면과 코팅의 외부 표면들 중 적어도 하나의 외부 표면 사이의 최소 간격이다.
또한 코팅 표면의 코팅 두께와 적어도 하나의 방사방향 측면의 코팅 두께의 비교에 의해 방법 동안 선택된 법선각이 검출될 수 있다. 따라서 법선각이 커질수록 방사방향 측면의 코팅 두께는 증가한다. 75°± 5°의 법선각에서 적어도 하나의 방사방향 측면의 코팅 두께는 코팅 표면의 코팅 두께에 상응할 수 있다. 즉, 상기 각도에서 최적의 균일한 코팅이 이루어질 수 있다. 그러나 이 경우, 다른 인자들, 예를 들어 기판 홀더에 설치된 베이스 층의 개수 및/또는 기판 홀더의 크기를 고려하여 30°의 법선각부터 최적의 균일성이 달성될 수 있는 것이 입증되었다.
광전 반도체 소자의 적어도 하나의 실시예에 따라 베이스 층의 접선방향 측면의 코팅 두께는 베이스 층의 코팅 표면과 외부 표면 사이의 최소 간격의 적어도 30%이다. 즉, 접선방향 측면들은 방사방향 측면들보다 균일하게 코팅될 수 있다.
광전 반도체 소자의 적어도 하나의 실시예에 따라 베이스 층의 방사방향 측면 및/또는 접선방향 측면의 범위에 있는 코팅은 층을 완전히 관통하는 균열을 포함하지 않는다. 다시 말해서 여기에 제안된 코팅을 제조하기 위한 방법에 의해 균열 없고 및/또는 밀봉 방식의 코팅이 제조될 수 있다.
후속해서 코팅을 제조하기 위한 여기에 기술된 방법과 방법에 따라 제조된 코팅을 포함하는 여기에 기술된 광전 반도체 소자가 실시예 및 관련 도면을 참고로 설명된다.
도 1은 여기에 기술된 방법을 실시하기 위한 어셈블리의 실시예를 개략적으로 도시한 측면도.
도 2, 도 3 및 도 4는 여기에 기술된 방법을 설명하기 위해 개략적으로 도시한 도면.
도 5는 여기에 기술된 방법을 설명하기 위해 코팅의 코팅 두께의 각도 의존성을 도시한 도면.
도 6은 여기에 기술된 방법을 설명하기 위해 회전 암의 길이에 따른 코팅의 코팅 두께를 도시한 도면.
도 7 및 도 8은 여기에 기술된 방법을 설명하기 위해 코팅 두께 및 기하학적 관계의 시간에 따른 변동을 도시한 도면.
도 9a 및 도 9b는 여기에 기술된 광전 반도체 소자의 실시예들을 도시한 개략적인 단면도 및 주사 전자 현미경(SEM)-이미지.
동일한, 동일한 종류의 또는 동일한 작용을 하는 요소들은 도면에서 각각 동일한 도면부호를 갖는다. 도면 및 도면에 도시된 요소들의 상호 크기 비율은 축적에 맞는 것으로 볼 수 없다. 오히려 개별 요소들은 더 명확한 도시 및/또는 보다 나은 이해를 위해 과도하게 확대 도시될 수 있다.
도 1의 개략적인 측면도를 참고로 코팅을 제조하기 위한 방법이 설명된다. 측면도는 코팅(22)을 제조하기 위한 개략적인 어셈블리를 도시한다. 어셈블리는 증착면(4a)을 가진 재료원(4)을 포함한다. 재료원(4)은 메인 코팅 방향(Z)을 갖는다. 메인 코팅 방향(Z)은 증착면(4a)의 평면을 형성하는 2개의 방향 X, Y와 함께 직교 좌표 시스템 X, Y, Z를 형성한다.
또한 어셈블리는 회전 홀더(51), 고정 암(52) 및 회전 조인트(53)를 포함한다. 회전 조인트(53)는 고정 암(52)에 의해 회전 홀더(51)에 설치된다. 회전 조인트(53)에 회전 암(3)이 설치된다. 회전 암(3)은 그것의 메인 연장 방향을 따라 길이(3L)를 갖는다. 회전 암(3)에 기판 홀더(1)가 설치된다. 기판 홀더(1)를 통한 회전 암(3)의 가상의 연장부는 이 경우 바람직하게 기판 홀더(1)의 중심을 통해 연장된다. 도 1의 우측에 제 2 회전 암(3)에 있는 제 2 기판 홀더(1)가 도시된다. 이 경우 구성은 도 1의 좌측에 도시된 구성과 동일하다.
회전 홀더(51), 고정 암(52), 회전 조인트(53), 회전 암(3) 및 기판 홀더(1)로 이루어진 어셈블리 전체는 재료원(4)의 메인 코팅 방향(Z)을 따라 연장되는 전체 회전축을 중심으로 제 2 회전 주파수(ω2)로 회전된다. 또한 회전 암(3)은 회전 암(3)의 메인 연장 방향을 따라 연장되는 기판 회전축(11)을 중심으로 제 1 회전 주파수(ω1)로 자체 회전을 실시한다.
기판 홀더(1)는 상단 표면(1a)을 갖는다. 상단 표면(1a) 위에 베이스 층(2)이 설치된다. 베이스 층(2)의 코팅 표면(2a) 위에 표본점(2p)이 마킹된다. 이 경우 표본점(2p)은, 회전 암(3)을 따라 연장되는 기판 회전축(11)의 가상의 연장부가 표본점(2p)을 통해 연장되도록 선택된다. 표본점(2p)은 그러나 일반적으로 베이스 층(2)의 코팅 표면(2a) 위에서 임의로 선택될 수 있다.
재료원(4)의 증착면(4a) 위의 지점(4m)으로부터 표본점(2p)을 향한 연결 백터는 표본 백터(42)를 형성한다. 표본 백터(42)는 표본점(2p)을 통과하는 면 법선(291)과 함께 법선각(φ)을 형성한다. 법선각(φ)은 회전 암(3)의 길이(3L)의 변동에 의해 조절된다. 법선각(φ)은 이 경우 적어도 30 °이고 최대 75°이다. 바람직하게 법선각(φ)은 이 경우 적어도 40 °이고 최대 60°이다.
도 2의 개략도에 따라 코팅을 제조하기 위한 방법이 설명된다. 도 2는 재료원(4)의 증착면(4a) 위의 지점(4m)과 증착면(4a)을 가진 재료원(4)을 도시한다. 재료원(4)의 메인 코팅 방향(Z)은 이 경우 증착면(4a) 위의 지점(4m)을 통해 연장된다. 또한 기판 홀더(1)가 도시되고, 상기 기판 홀더는 회전 암(3)에 배치되고, 상기 회전 암의 메인 연장 방향을 따라 기판 회전축(11)이 연장된다. 회전 암(3)은 기판 회전축(11)을 중심으로 제 1 각속도(ω1)로 회전한다.
기판 홀더(1)의 상단 표면(1a) 위에 베이스 층(2)이 배치된다. 베이스 층(2)은 코팅 표면(2a), 방사방향 측면(2r1, 2r2) 및 접선방향 측면(2t1, 2t2)을 포함한다. 이 경우 회전 암(3)을 향한 베이스 층(2)의 측면에 포지티브 방사방향 측면(2r1)이 제공되고, 회전 암(3)을 등지고 있는 베이스 층(2)의 측면에 네가티브 방사방향 측면(2r2)이 제공될 수 있다. 포지티브 접선방향 측면(2t1)은 네가티브 접선방향 측면(2t2)(도 2에 도시되지 않음) 전방에 기판 회전축(11) 중심의 회전 방향으로 배치된다. 다시 말해서, 포지티브 접선방향 측면(2t1)의 적어도 하나의 면 법선은 회전 방향에 대해 평행하게 연장되고, 네가티브 접선방향 측면(2t2)의 적어도 하나의 면 법선은 회전 방향에 대해 역평행하게 연장된다. 방사방향 측면들(2r1, 2r2)은 서로 대향 배치된다. 또한 접선방향 측면들(2t1, 2t2)은 서로 대향 배치된다(도 2에 도시되지 않음). 접선방향 측면들(2t1, 2t2)은 제조 공차의 범위 내에서 방사방향 측면들(2r1, 2r2)에 대해 수직으로 연장된다.
베이스 층(2)의 코팅 표면(2a) 위에 표본점(2p)이 위치한다. 표본점(2p)은 회전 암(3)에 대해 간격(32)을 갖는다. 또한 베이스 층(2)은 재료원에 대해 평균 간격(D)을 갖는다.
재료원(4)의 증착면(4a) 위의 지점(4m)으로부터 베이스 층(2)의 코팅 표면(2a) 위의 표본점(2p)를 향한 연결 백터에 의해 주어진 표본 백터(42)는 메인 코팅 방향(Z)과 함께 재료각(θ)을 형성한다. 또한 표본 백터(42)는 표본점(2p)을 통과하는 면 법선(291)과 함께 법선각(φ)을 형성한다.
코팅 표면(2a)을 따라 방사방향 백터(292)가 연장된다. 방사방향 백터(292)는 표본점(2p)을 통과하는 면 법선(291)에 수직으로 위치한다. 방사방향 백터(292)는 표본 백터(42)와 함께 방사각(radial angle)(α)를 형성한다. 면 법선(291), 방사방향 백터(292) 및 - 여기에 도시되지 않은 - 접선방향 백터(293)는 3차원 직교 좌표 시스템을 형성하고, 상기 좌표 시스템은 재료원(4)에 의해 규정된 3차원 직교 좌표 시스템(X, Y, Z)에 대해 회전된다. 접선방향 백터(293)는 이 경우 면 법선(291)에 대해 및 방사방향 백터(292)에 대해 수직으로 도 2의 도면 평면으로부터 연장된다.
코팅 과정 동안 도 2에 도시된 시점에 네가티브 방사방향 측면(2r2)은 재료원(4)을 향해 정렬되고, 이로써 직접 코팅될 수 있는 한편, 포지티브 방사방향 측면(2r1)은 재료원(4)을 등지도록 정렬되고, 이로써 양호하지 않게만 코팅될 수 있거나 전혀 코팅될 수 없다. 포지티브 방사방향 측면(2r2)은 이로써 재료원(4)의 재료로 더 양호하게 코팅될 수 있다. 추후 시점에, 예를 들어 기판 회전축(11)을 중심으로 기판 홀더(1)의 1/2 회전 후에 포지티브 방사방향 측면(2r1)은 재료원(4)을 향해 정렬되고, 네가티브 방사방향 측면(2r2)은 재료원(4)을 등지도록 정렬된다. 기판 회전축(11)을 중심으로 회전에 의해 이로써 방사방향 측면(2r1, 2r2)의 균일한 코팅이 가능해진다.
도 3의 개략도에 따라 코팅(22)을 제조하기 위한 여기에 기술된 방법이 설명된다. 재료원(4)에 의해 규정된 좌표 시스템(X, Y, Z)에 베이스 층(2)의 코팅 표면(2a) 위의 표본점들(2p1, 2p2)의 계산된 시간에 따른 위치들이 도시된다. 영점은 재료원(4)의 증착면(4a) 위의 지점(4m)에 의해 주어진다.
제 1 표본점(2p1)은, 기판 회전축(11)에 대해 큰 간격(32)을 갖도록 배치된다. 제 2 표본점(2p2)은, 기판 회전축(11)의 위치로부터 약간만 편향되도록, 즉 기판 회전축(11)과 극소의 작은 간격(32)을 갖도록 배치된다. 제 1 표본점(2p1)의 시간에 따른 위치는 이로써 기판 회전축(11) 중심의 회전 및 전체 회전축 중심의 회전에 의해 영향을 받는다. 제 2 표본점(2p2)의 시간에 따른 위치는 전체 회전축 중심의 회전에 의해서만 영향을 받는다.
예를 들어 제 2 표본점(2p2)의 위치의 시간에 따른 변동에 비해 제 1 표본 점(2p1)의 위치의 시간에 따른 더 큰 변동 시 이러한 상이한 영향이 나타난다. 제 1 표본점(2p1)은 재료원(4)을 중심으로 중복 회전을 실시한다. 제 1 표본점(2p1)은 따라서 제 2 표본점(2p2)보다 복잡한 이동을 갖고, 표본 백터(42)와 함께 법선각(φ)의 더 큰 변동을 형성한다.
또한 도 3은 설명을 위해 면 법선(291), 방사방향 백터(292) 및 접선방향 백터(293)에 의해 형성된 회전된 직교 좌표 시스템(291, 292, 293)의 개략적인 3차원 도면을 도시한다. 접선방향 백터(293)는 제 1 회전 주파수(ω1)로 기판 회전축(11) 중심의 회전의 회전 방향에 대해 평행하게 연장된다. 방사방향 백터(292)는 코팅 표면(2a)에 대해 평행하게 연장되고, 상기 코팅 표면 위에 표본점(2p1, 2p2)이 위치한다.
도 4의 개략도에 따라 코팅을 제조하기 위한 방법이 설명된다. 개략도에 코팅 과정 동안 임의의 시점에 표본점(2p)이 도시된다. 또한 회전 암(3) 및 회전 암(3)과 만나는 기판 회전축(11)이 도시된다. 표본점(2p)의 위치에 회전된 직교 좌표 시스템(291, 292, 293)이 표시된다.
면 법선(291)은 표본 백터(42)와 함께 법선각(φ)을 형성한다. 방사방향 백터(292)는 표본 백터(42)와 함께 방사각(α)을 형성한다. 접선방향 백터(293)는 표본 백터(42)와 함께 접선각(tangential angle)(β)을 형성한다.
기판 회전축 및/또는 전체 회전축을 중심으로 회전에 의해 기판 홀더(1)의 회전 동안 방사각(α), 접선각(β) 및 법선각(φ)이 변경된다.
도 5의 정규화된 코팅 두께(61, 62)의 계산된 각도 의존성에 따라 코팅을 제조하기 위한 방법이 설명된다. 코팅 표면(2a)의 코팅 두께로 정규화된 코팅 두께
Figure 112017002450069-pct00001
가 법선각(φ)에 따라 단계적으로 도시된다. 도 5는 베이스 층(2)의 코팅 표면(2a)의 정규화된 코팅 두께(61) 및 베이스 층(2)의 측면(2r1, 2r2, 2t1, 2t2)의 정규화된 평균 코팅 두께(62)를 도시하고, 상기 평균 코팅 두께는 각각의 측면(2r1, 2r2, 2t1, 2t2)의 각각의 정규화된 코팅 두께의 평균값이다.
코팅 두께의 계산을 위해, 재료원(4)에 의해 방출된 재료 유동(I)이 재료 각도(θ) 및 재료원(4)과 베이스 층(2) 사이의 평균 간격(D)에 대한 하기의 비례적 상관성을 갖는 것이 전제되었다:
I(θ,D) ~ COS(θ)n * D-2
상기 식에서 재료 파라미터 n은 재료원(4)의 재료에 의존한다. 예를 들어, 금의 경우에 n=3이다. 재료 유동(4)의 경우에 즉, 제곱거리 법칙과 관련해서 회전 대칭 코사인-상관성이 전제된다.
측면(2rl, 2r2, 2t1, 2t2)의 정규화된 평균 코팅 두께(62)는 법선각(φ)이 커짐에 따라 증가한다. 최대로 균일한 코팅은 대략 72.4°의 법선각(φ)에서 이루어진다. 상기 각도에서 측면(2r1, 2r2, 2t1, 2t2)의 정규화된 평균 코팅(62)과 코팅 표면(2a)의 정규화된 코팅 두께(61)는 동일한 크기이다. 따라서 각도 72.4°에서 베이스 층(2)의 최대로 동일한 모양의 균일한 커버가 예상될 수 있다.
놀랍게도 그러나 이 경우, 적어도 30°의 법선각(φ)부터 베이스 층(2)의 충분히 균일하고 동일한 모양의 커버가 달성될 수 있는 것이 밝혀졌다. 또한 더 작은 법선각(φ)에서 더 많은 개수의 베이스 층(2)이 가능한데, 그 이유는 기판 홀더(1)가 재료원(4)으로부터 더 멀리 떨어져 배치될 수 있고, 이로써 하나의 재료원(4)과 관련해서 더 많은 개수의 기판 홀더(1) 및/또는 더 큰 기판 홀더(1)가 사용될 수 있기 때문이다.
도 6의 계산된 정규화된 코팅 두께(711, 712, 721, 722, 731, 732)에 따라 코팅을 제조하기 위한 여기에 기술된 방법이 설명된다. 도 5와 달리 도 6에 관련 측면(2r1, 2r2, 2t1, 2t2)의 정규화된 코팅 두께가 기재된다. 정규화된 코팅 두께(711, 712, 721, 722, 731, 732)는 회전 암(3)의 길이(3L)에 따라 제시된다.
점들은 각각 다음을 나타낸다: 포지티브 방사방향 측면(2r1)의 정규화된 코팅 두께(711, 712), 네가티브 방사방향 측면(2r1)의 정규화된 코팅 두께(721, 722), 접선방향 측면(2t1, 2t2)의 정규화된 코팅 두께(731, 732) 및 코팅 표면(2a)의 정규화된 코팅 두께(61). 접선방향 측면(2t1, 2t2)의 정규화된 코팅 두께(731, 732)는 포지티브(2t1) 및 네가티브(2t2) 접선방향 측면에 대해 별도로 제시되지 않는데, 그 이유는 2개의 접선방향 측면(2t1, 2t2)의 정규화된 코팅 두께는 동일하기 때문이다. 채워진 데이터 점들(711, 721, 731)은 각각 150 mm의 직경을 갖는 기판 홀더를 위한 정규화된 코팅 두께를 나타내는 한편, 채워지지 않은 데이터 점들(712, 722, 732)은 각각 50 mm의 직경을 갖는 기판 홀더의 정규화된 코팅 두께의 계산을 나타낸다.
길이(3L)가 커질수록 법선각(φ) 및 측면(2r1, 2r2, 2t1, 2t2)의 정규화된 코팅 두께와 따라서 코팅 두께의 균일성도 높아진다. 특히 접선방향 측면(2t1, 2t2)은 균일하게 같은 모양으로 코팅될 수 있다. 대략 460 mm의 길이(3L)에서 대략 72.4°의 최적의 법선각(φ)이 달성된다.
도 7에 도시된 시간에 따른 파형도에 따라 여기에 기술된 방법이 설명된다. 초 단위의 회전 시간(t)에 따른 법선각(φ), 접선각(β1, β2), 방사각(α1, α2) 및 재료각(θ)의 계산이 도시된다. 이 경우 기판 홀더의 회전은 제 1 접선각(β1), 제 2 접선각(β2), 제 1 방사각(α1) 및 제 2 방사각(α2)의 정보에 의해 고려된다. 표본 백터(42)는 접선방향 백터(293) 또는 방사방향 백터(292)와 함께 제 1 접선각(β1) 또는 제 1 접선각(α1)을 형성한다. 또한 표본 백터(42)는 수학적으로 반전된, 즉 네가티브 접선방향 백터(293) 또는 수학적으로 반전된, 즉 네가티브 방사방향 백터(292)와 함께 제 2 접선각(β2) 또는 제 2 접선각(α2)을 형성한다.
또한 도 7의 시간에 따른 파형에 표본 백터(42)의 시간에 따른 길이가 mm로 기재된다. 기판 회전축(11) 중심의 회전은 120초 후에 종료된다. 제 1 회전 주파수(ω1)는 즉 1/120 Hz이다. 따라서 120초 후에 시간에 따른 파형이 반복된다.
각도 φ, α1, α2, β1, β2, θ 및 표본 백터(42)의 길이는 회전 동안 변동된다. 법선각(φ)은 전체 회전 동안 적어도 30 °이고 최대 75°이다. 따라서 법선각(φ)은 35°내지 65°의 예각에 상응하게, 예를 들어 125°내지 155°에서 변경된다.
도 8의 시간에 따른 증착률에 따라 코팅(22)을 제조하기 위한 여기에 기술된 방법이 설명된다. 증착률은 이 경우, 재료원(4)의 재료가 베이스 층(2)의 각각의 표면(2a, 2r1, 2r2, 2t1, 2t2) 위에 증착되는 속도이다. 베이스 층(2) 위의 시간에 따른 증착률은 초 단위의 회전 시간(t)에 따라 임의의 단위(a.u.)로 도시된다. 도 8은 코팅 표면(2a)에서 증착률(81), 포지티브 방사방향 측면(2r1)에서 증착률(821), 네가티브 방사방향 측면(2r2)에서 증착률(822), 포지티브 접선방향 측면(2t1)에서 증착률(831) 및 네가티브 접선방향 측면(2t2)에서 증착률(832)을 도시한다.
코팅의 각각의 증착률은 시간의 경과에 따라 변동된다. 즉, 처음에 코팅 표면(2a) 위의 증착률(81)과 포지티브 방사방향 측면(2r2) 위의 증착률(821)은 최대이다. 기판 회전축(11)을 중심으로 회전에 의해 재료원(4)에 대한 측면(2r1, 2r2, 2t1, 2t2)의 정렬은 변경된다. 따라서 예를 들어 네가티브 접선방향 측면(2t2)의 증착률(832)은 증가하는 한편, 코팅 표면(2a) 위의 증착률(81)은 감소한다. 1/2 회전 후에, 시점 t=60초에 네가티브 방사방향 측면(2r2)의 증착률(822)은 최대이다. 대략 t=80초의 시점부터 포지티브 접선방향 측면(2t2) 위의 증착률(831)과 코팅 표면(2a) 위의 증착률(81)은 증가한다. 회전의 종료 전에, 대략 100초의 시점부터 포지티브 방사방향 측면(2r1)의 증착률(811)은 다시 증가한다. 각각의 곡선에 대한 적분은 도 5 및 도 6에 따른 코팅 두께를 나타낸다.
도 9a 및 도 9b의 주사 전자 현미경 이미지에 따라 여기에 기술된 광전 반도체 소자의 실시예들이 설명된다. 도 9a는 이 경우 여기에 기술된 방법에 의해 제조되지 않은 코팅(22)을 가진 광전 반도체 소자를 도시한다. 도 9b는 여기에 설명된 방법에 의해 제조된 코팅(22)을 가진 광전 반도체 소자를 도시한다.
도 9a의 광전 반도체 소자에서 베이스 층(2)의 커버할 에지의 균열(221)을 볼 수 있다. 코팅(22) 내의 상기 균열은 도 9b의 광전 반도체 소자에는 존재하지 않는다. 또한 도 9b에서, 광전 반도체 소자 또는 코팅(22)은 여기에 기술된 방법으로 제조된 것을 확실하게 알 수 있다. 즉, 베이스 층(2)의 측면(2r1, 2r2)의 코팅(22)의 코팅 두께(223)는 베이스 층(2)의 코팅 표면(2a)의 코팅 두께(224)의 대략 절반의 크기이다. 이로써 대략 45°의 법선각(φ)의 이용이 추론될 수 있다.
본 발명은 실시예들에 따른 기재에 한정되지 않는다. 오히려, 본 발명은 각 새로운 특징 및 특징들의 각 조합을 포함하고, 이는 특히, 특허 청구 범위의 특징들의 각 조합을 포함하며, 비록 이러한 특징 또는 이러한 조합이 그 자체로 명백하게 특허 청구 범위 또는 실시예들에 제시되지 않더라도 그러하다.

Claims (17)

  1. 코팅을 제조하기 위한 방법으로서,
    증착면(4a)과 메인 코팅 방향(Z)을 가진 재료원(4)을 제공하는 단계,
    상단 표면(1a)을 가진 기판 홀더(1)를 제공하는 단계,
    상기 기판 홀더(1)의 상기 상단 표면(1a) 위에 상기 기판 홀더(1)를 등지고 있는 코팅 표면(2a)을 가진 적어도 하나의 베이스 층(2)을 제공하는 단계,
    회전 암(3)의 메인 연장 방향을 따라 길이(3L)를 갖는 상기 회전 암(3)에 상기 기판 홀더(1)를 설치하는 단계,
    상기 코팅 표면(2a) 위의 표본점(2p)을 통과하는 상기 베이스 층(2)의 상기 코팅 표면(2a)의 면 법선이 상기 재료원(4)의 상기 증착면(4a) 위의 하나의 지점(4m)으로부터 상기 코팅 표면(2a) 위의 상기 표본점(2p)을 향한 연결 백터(42)에 의해 주어진 표본 백터와 함께 전체 공정 동안 적어도 30°및 최대 75°에 이르는 법선각(φ)을 형성하도록 상기 회전 암(3)의 상기 길이(3L)를 조절하는 단계 - 상기 길이(3L)는 상기 기판 홀더(1)로부터 멀어지는 방향으로 회전 조인트(53)를 이동시킴으로써 또는 상기 회전 조인트(53)에서 회전 암(3)의 고정점을 이동시킴으로써 조절됨 - ,
    상기 코팅 표면(2a)을 가진 상기 베이스 층(2)의 측면에 상기 재료원(4)에 의해 적어도 하나의 코팅(22)을 도포하는 단계
    를 포함하고,
    상기 기판 홀더(1)는 상기 코팅(22)의 코팅 과정 동안 기판 회전축을 중심으로 회전되고, 상기 기판 회전축은 상기 회전 암(3)의 메인 연장 방향을 따라 연장되는 것을 특징으로 하는 코팅을 제조하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판 홀더(1)는 또한, 제조 공차의 범위 내에서 재료원의 상기 메인 코팅 방향(Z)을 따라 연장되는 전체 회전축을 중심으로 회전되고,
    제1 회전 주파수(ω1)로 기판 회전축을 중심으로 회전이 이루어지고, 제2 회전 주파수(ω2)로 전체 회전축을 중심으로 회전이 이루어지고, 상기 제1 회전 주파수(ω1)는 상기 제2 회전 주파수(ω2)보다 크고,
    적어도 2개의 기판 홀더(1)가 제공되며,
    상기 적어도 2개의 기판 홀더(1)와 상기 재료원(4)은 하나의 공통의 구면 위에 배치되지 않는 것을 특징으로 하는 코팅을 제조하기 위한 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기판 홀더(1)는 또한, 제조 공차의 범위 내에서 재료원의 상기 메인 코팅 방향(Z)을 따라 연장되는 전체 회전축을 중심으로 회전되는 것을 특징으로 하는 코팅을 제조하기 위한 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    제1 회전 주파수(ω1)로 기판 회전축을 중심으로 회전이 이루어지고, 제2 회전 주파수(ω2)로 전체 회전축을 중심으로 회전이 이루어지고, 상기 제1 회전 주파수(ω1)는 상기 제2 회전 주파수(ω2)보다 큰 것을 특징으로 하는 코팅을 제조하기 위한 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅 표면(2a) 위의 임의의 지점이 상기 코팅 표면(2a) 위의 상기 표본점(2p)으로서 선택되는 것을 특징으로 하는 코팅을 제조하기 위한 방법.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    다수의 코팅 표면(2a)을 가진 다수의 베이스 층(2)이 상기 기판 홀더(1)의 상기 상단 표면(1a) 위에 배치되는 것을 특징으로 하는 코팅을 제조하기 위한 방법.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전 암(3)의 상기 길이(3L)는 적어도 100 mm이고 최대 700 mm인 것을 특징으로 하는 코팅을 제조하기 위한 방법.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전 암(3)의 상기 길이(3L)는 적어도 200 mm이고 최대 400 mm인 것을 특징으로 하는 코팅을 제조하기 위한 방법.
  9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅(22)은 상기 기판 홀더(1)를 등지고 있는 상기 베이스 층(2)의 모든 모서리와 에지를 완전히 덮는 것을 특징으로 하는 코팅을 제조하기 위한 방법.
  10. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 홀더(1)는 디스크 형태로 형성되고, 상기 디스크의 원형 베이스 표면의 반경은 적어도 30 mm이고 최대 350 mm인 것을 특징으로 하는 코팅을 제조하기 위한 방법.
  11. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 홀더(1)의 적어도 하나의 치수는 적어도 30 mm 및 최대 350 mm의 연장부를 갖는 것을 특징으로 하는 코팅을 제조하기 위한 방법.
  12. 제1항, 제3항, 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 2개의 기판 홀더(1)가 제공되는 것을 특징으로 하는 코팅을 제조하기 위한 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 기판(1)과 상기 재료원(4)은 하나의 공통의 구면 위에 배치되지 않는 것을 특징으로 하는 코팅을 제조하기 위한 방법.
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