KR20130117510A - 무기막을 이용한 수분 투과 방지막의 제조 방법, 무기막을 이용한 수분 투과 방지막 및 전기, 전자 봉지 소자 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 복수의 무기막을 단위 구조로 적층된 수분 투과 방지막에 관한 것으로서, 상기 수분 투과 방지막은 수분 투과률이 낮아지면서, 안정적으로 구부러질 수 있어서, 전기, 전자 소자의 기능 저하를 방지하고 안정성을 높일 수 있는 밀봉 재료로서 적합하게 이용될 수 있다.
Description
본 발명은 수분 투과 방지막 및 그 제조 방법에 관한 것이고, 더 구체적으로는 아몰퍼스 상태의 2종류 이상의 무기막(inorganic layer)을 교호로 적층한 구조를 포함하는 수분 투과 방지막 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근 전기, 전자 소자 분야에서 산소나 습기를 차단할 수 있는 수분 투과 방지막 (moisture barrier layer)에 대한 수요 및 관심이 높아지고 있다.
수분 투과 방지막은 유기발광소자 (Organic Light Emitting Diode, OLED)나 유기태양전지 (Organic Photovoltaic, OPV)와 같은 유기소자들이 수분에 취약한 유기물로 구성되어 있기 때문에 소자의 수명을 연장시키기 위하여 반드시 필요하다. 종래의 휘어지지 않는 기판에 형성된 유기소자는 소자의 상부를 유리로 덮고 둘레부분을 봉지재(sealant)로 막아서 수분투과를 방지하는 유리 봉지 (glass encapsulation) 방법이 활용되고 있다. 그러나, 유연성 기판을 사용하는 플렉스블 유기 소자의 경우에는 이와 같은 유리 봉지 방법은 사용이 불가능하므로, 박막 봉지(thin film encapsulation) 방법이 사용되어야 한다.
그런데, 플렉스블 유기 소자에 대한 수분 투과를 충분히 막아서 소자의 사용 수명을 늘릴 수 있고, 소자가 휘어져도 균열이 생기지 않는 박막 봉지 재료에 대한 연구는 매우 미흡한 상태이다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 2종류 이상의 무기막을 교호로 적층해서 구성된 수분 투과 방지막 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 2개 이상의 금속 원소를 포함하는 균질의 무기막을 적층해서 구성된 수분 투과 방지막 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 신규의 수분 투과 방지막을 전기, 전자 소자의 박막 봉지 재료로 이용함으로써, 전자 소자의 기능 저하를 방지하고 안정성을 높일 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 수분 투과 방지막은, 아몰퍼스(amorphous) 상태인 복수 개의 무기막을 1개의 단위 구조로 하고, 해당 단위구조가 교호로 적층된 구조를 포함한다.
본 발명에 따른 다른 수분 투과 방지막은, 아몰퍼스(amorphous) 상태이고 복수의 금속 원소를 포함하는 균질의 무기막을 포함한다.
본 발명에 따른 수분 투과 방지막의 제조 방법은, 수분 투과 방지막에 포함된 무기막을 원자층 증착법으로 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 전기, 전자 소자 밀봉 재료는 상기 수분 투과 방지막을 포함한다.
본 발명에 따른 수분 투과 방지막은 수분 투과율이 매우 낮고, 균열 발생률도 낮아서, 이를 박막 봉지 재료로 이용한 전자 소자의 수명 연장이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 수분 투과 방지막은 플렉서블 OLED 등 전기, 전자 소자에 있어서 수분의 침투를 방지하고, 소자 내의 수분을 흡수함으로써, 전기, 전자 소자의 기능 저하를 방지하고 안정성을 높일 수 있어 밀봉 재료로서 적합하게 이용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 수분 투과 방지막을 나타내기 위한 모식도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 수분 투과 방지막을 나타내기 위한 모식도이다.
도 3는 본 발명에 따른 수분 투과 방지막의 제조에 사용될 수 있는 제조 장치의 모식도이다.
도 4(a)는 알루미늄 산화막(Al2O3) 및 지르코늄 산화막(ZrO2)의 두께별 Ca 테스트 결과를 도시한 것이고, 도 4(b)는 지르코늄 산화막의 두께별 표면 거칠기를 테스트한 결과를 도시한다.
도 5는 2종류의 무기막의 성막 과정을 도시한 모시도이다.
도 6은 여러 산화막들의 Ca 테스트 결과를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 방법에 의해 제조된 수분 투과 방지막의 전자현미경 사진이다.
도 8은 본 발명에 따른 실시예들과 비교예의 Ca 테스트 결과를 도시한 것이다.
도 9는 본 발명에 따른 실시예들과 비교예의 Ca 테스트 결과를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 수분 투과 방지막을 나타내기 위한 모식도이다.
도 3는 본 발명에 따른 수분 투과 방지막의 제조에 사용될 수 있는 제조 장치의 모식도이다.
도 4(a)는 알루미늄 산화막(Al2O3) 및 지르코늄 산화막(ZrO2)의 두께별 Ca 테스트 결과를 도시한 것이고, 도 4(b)는 지르코늄 산화막의 두께별 표면 거칠기를 테스트한 결과를 도시한다.
도 5는 2종류의 무기막의 성막 과정을 도시한 모시도이다.
도 6은 여러 산화막들의 Ca 테스트 결과를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 방법에 의해 제조된 수분 투과 방지막의 전자현미경 사진이다.
도 8은 본 발명에 따른 실시예들과 비교예의 Ca 테스트 결과를 도시한 것이다.
도 9는 본 발명에 따른 실시예들과 비교예의 Ca 테스트 결과를 도시한 것이다.
이하에서는 본 명세서에 첨부하는 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 수분 투과 방지막의 일 실시예의 모식도를 나타낸 것이다. 수분 투과 방지막(100)은 기판(110)과, 그 위에 교호로 적층된 아몰퍼스 상태의 무기막(120)과 아몰퍼스 상태의 다른 무기막(130)을 포함한다. 본 발명에 따른 수분 투과 방지막의 기판은 금속 산화물, 반도체 기판, 플라스틱 기판 등이 사용될 수 있다. 장치에 적용하기 위해서는 휘어질 수 있는 기판을 사용하는 것이 바람직하며, 특히, PES(polyethersulfone), PET(polyethylene terephthalate), PEN (polyethylene naphtalate)의 기판인 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 수분 투과 방지막 내 무기막은 박막으로 제조될 수 있는 무기 물질이라면 어느 것이든 2종 이상을 적층하여 성막될 수 있다. 무기막을 구성하는 무기 물질로서는 산화물이나 질화물이 사용될 수 있으며, 예를 들어 Al2O3, ZrO2, ZnO, TiO2, HfO2, CeO2로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 수분 투과 방지막에 있어서, 단위 구조인 무기막(120) 및 무기막(130) 각각의 두께는 아몰퍼스 상태를 유지할 수 있는 0.01-10nm, 바람직하게는 0.05-5nm의 범위에서 선택될 수 있다.
본 실시예에서는 수분 투과 방지막(100)을 2 종류의 무기막을 적층하여 형성되는 것으로 기술하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 3종류 이상의 상이한 재질의 무기막을 적층하여 형성될 수도 있으며, 교호로 적층되는 구조에 한정되지도 않는다.
이러한 수분 투과 방지막 내 각 무기막의 두께와, 무기막 간의 상대적인 두께 비율은 상기 범위에 한정되는 것은 아니며, 무기막을 구성하는 원소의 의 종류, 수분 투과 방지 정도, 수분 투과 방지막의 강성률(rigidity), 적용 소자의 종류와 크기 등과 같은 다른 인자와의 관계에서 본 발명에 요구되는 수증기 투과율(water vapor transmission rate)을 만족시키는 한, 임의의 두께로 조절될 수 있다.
본 발명에 따른 수분 투과 방지막은, 복수의 무기막을 교호로 적층함으로써, 한 층의 무기막이 소정의 두께 이상으로 성막되어 아몰퍼스 상태가 아닌 상태, 예컨대 다결정 상태 등이 되어서 수증기가 투과하기 쉬운 상태가 되는 것을 막아주는 효과가 있다.
도 2는 본 발명에 다른 실시예들에 따른 수분 투과 방지막을 나타내기 위한 모식도이다. 수분 투과 방지막(240)은 2종류의 금속 원소를 포함하는 균질의 무기막(220)을 포함한다(도 2(a)). 상이한 금속 원소를 포함하는 2종류의 서브 무기막을 교호로 증착시, 각 서브 무기막의 두께가 소정 값이 이하인 경우에 막 간의 경계가 없는 단일 막이 되며, 해당 단일 막을 복수회 증착해서 무기막(220)을 형성할 수 있다. 2종류의 서브 무기막은 각각 0.1-5Å 두께, 또는 더 바람직하게 0.8-1.2Å두께로 교호로 증착시, 경계가 없는 균질의 무기막을 형성할 수 있다. 2층의 서브 무기막 간의 상대적 두께 비율은 10%-90%, 바람직하게는 30-70%, 더 바람직하게는 40-60%의 범위에서 선택될 수 있다. 본 발명의 또 다른 수분 투과 방지막(290)은, 기판(260) 상에 무기막(270) 및 2개 이상의 서브 무기막을 증착하여 만들어진 균질의 무기막(280)을 포함한다(도 2(b)).
본 발명의 수분 투과 방지막을 제조하는 방법에 대하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 따른 수분 투과 방지막의 제조에 사용될 수 있는 제조 장치의 모식도이다. 제조 장치(300)는 기판 로더 챔버(310), 기판 트랜스퍼 챔버(320) 및 성막 챔버(330, 340)를 포함할 수 있으며, 각 챔버는 진공 상태로 유지될 수 있다. 각 챔버의 진공도는 상이할 수 있다. 기판을 기판 로더 챔버(310)에 넣으면, 기판은 기판 트랜스퍼 챔버(320)를 통해서, 성막 챔버(330, 340)에 로딩될 수 있다. 증착 챔버(330, 340)중 하나에서 원자층 증착법에 따라서 복수의 무기막이 순차적으로 성막될 수 있다. 이와 같이 복수의 무기막을 교호로 증착함으로써 수분 투과 방지막을 제조할 수 있다.
본 발명은 동일한 챔버에서 복수의 무기막이 성막되는 것에 한정되지 않고, 예컨대 도 3을 참조하면 제1 무기막은 증착 챔버(330)에서 형성되고, 제2 무기막은 다른 증착 챔버(340)에서 성막될 수도 있다. 원자층 증착법 이외에도, 분자층 증착법과 같은 다양한 증착 방식이 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 수분 투과 방지막의 구체적인 제조 방법은 다음과 같다.
먼저, 진공 상태의 챔버 내에 있는 PEN 기판(110) 상에 아르곤(Ar) 가스로 챔버 내 부산물 가스를 퍼징(purging)한다. 그 후, H2O, 오존, 산소 라디칼 중 하나의 가스를 170 mtorr의 압력으로 주입시키고, 다시 560mtorr의 아르곤 가스로 퍼징시킨다. H2O, 오존, 산소 라디칼 중 하나의 가스는 130 mtorr 이상 210 mtorr 이하의 압력으로 주입될 수도 있다. 다음으로, 예를 들어 지르코늄 산화막의 소스 가스인 TEMAZ(tetra ethyl methyl amino zirconium)가스를 320mtorr의 압력으로 2초 동안 주입시키면, 지르코늄 산화막이 형성된다. TEMAZ 가스의 주입 압력은 260mtorr 이상 380mtorr이하일 수도 있다. 그 후, 다시 아르곤 가스로 챔버 내의 부산물 가스를 퍼징해서 제1 사이클을 완성한다.
다음 사이클로, H2O, 오존, 산소 라디칼 중 하나의 가스를 주입한 후, 아르곤(Ar) 가스로 퍼징한 후, 예컨대, 알루미늄 산화막의 소스 가스인 TMA(trimethyl aluminium) 가스를 2초 동안 300mtorr로 주입한다. TMA 가스의 주입 압력은 240mtorr 이상 360mtorr이하일 수 있다. 이후, 다시 아르곤 가스로 챔버 내의 부산물 가스를 퍼징해서 제2 사이클을 완성한다. 증착 온도는 약 80℃이고, 베이스 진공이 6× 10-3 torr이하이다. 상술한 바 대로 H2O 가스의 주입, 퍼징, 소스 가스의 주입을 반복하면, 소정 두께의 무기막(120, 130)을 형성할 수 있다. 예컨대, 상기 제1 사이클을 대략 100번을 반복하면서, 성막하면 약 9nm 두께의 지르코늄 산화막을 성막할 수 있고, 상기 제2 사이클을 대략 100번을 반복하면서 성막하면 11nm 두께의 알루미늄 산화막을 성막할 수 있다. 또는, 1사이클당 지르코늄 산화막은 0.6 이상 1.2 Å이하의 두께로 성막될 수 있고, 알루미늄 산화막은 0.8Å 이상 1.4 Å 이하의 두께로 성막될 수도 있다.
제1 사이클 및 제2 사이클을 한 사이클씩 순차적으로 사용해 적층된 구조는, 지르코늄 산화막 및 알루미늄 산화막의 경계 구분이 되지 않는, 즉 지르코늄 및 알루미늄을 모두 포함하는 균질의 무기막(ZrAlO)이다. 이와 같이 제1 사이클, 제2 사이클을 1 주기로 복수회 반복하면 균질한 무기막(220)이 형성될 수 있다.
또한, 제1 사이클을 연속적으로 반복해서 무기막(120)을 형성하고, 마찬가지로 제2 사이클을 연속적으로 반복해서 무기막(130)을 형성할 수도 있다. 이러한 단위 구조의 무기막(120, 130)의 형성을 순차적으로 반복함으로써 소정 두께의 수분 투과 방지막(100)을 형성할 수 있다. 각 무기막의 두께는 아몰퍼스 상태를 유지할 수 있는 두께 이하로 제한된다. 구체적으로, 무기막(120)가 지르코늄 산화막인 경우에는 0.1nm 이상 4nm이하이고, 무기막(130)가 알루미늄 산화막인 경우에는 0.1nm 이상이 바람직하다.
본 발명은 제조 공정과 관련해 기술한 압력, 온도 등의 파라미터의 범위에 한정되는 것은 아니며, 본 발명에 요구되는 효과를 만족시키는 한, 임의의 파라미터로 조절될 수 있다.
도 4(a)는 알루미늄 산화막(Al2O3) 및 지르코늄 산화막(ZrO2)의 두께별 Ca 테스트 결과를 도시한 것이고, 도 4(b)는 지르코늄 산화막의 두께별 표면 거칠기를 측정한 결과를 도시하는 것이다. 수분 투과 방지막의 특성은, 수분 투과막을 통과한 수증기에 의하여 Ca이 산화해서, 전도도(conductance)가 저감하는 정도로부터 수분 투과도를 알 수 있는 Ca 테스트 방법을 이용해 조사했다.
단일막인 알루미늄 산화막의 경우에는, 막의 두께가 1nm에서 6nm까지 증가할수록, 두께에 비례하여 수분 투과율이 감소하는데 반해서, 지르코늄 산화막의 경우에는 막의 두께가 1nm에서 4nm까지는 수분 투과율이 크게 감소하나, 두께가 5 nm의 경우에는 막의 두께가 4nm의 경우보다 오히려 수분 투과율이 증가함을 확인할 수 있다(도 4(a)). 이러한, 수분 투과율의 증가는, 지르코늄 산화막이 두꺼워 질수록 막이 아몰퍼스 상태에서 다결정 상태로 변하는 것과 관계가 있다. 이러한 상태의 변화를 확인하기 위해서, 1nm에서 9nm까지의 막 두께를 가지는 지르코늄 산화막의 표면 거칠기를 AFM(atomic force measurement)으로 측정했다(도 4(b)). 측정결과로부터, 두께가 3.9nm이하인 지르코늄 산화막의 경우에는 아몰퍼스 상태이므로 거칠기가 2.5 이하로 일정하게 유지되나, 4nm이상의 두께를 가지는 지르코늄 산화막의 경우에는 다결정화가 일어나서 거칠기가 급속하게 증가하는 것을 확인할 수 있다. 한편, 알루미늄 산화막의 경우에는 두께의 무관하게 아몰퍼스 상태를 유지한다. 이러한 결과로부터, 무기막의 결정상태가 수분 투과율에 주요한 영향을 미치는 것을 확인할 수 있다.
도 5는 무기막의 성막 과정을 도시한 모시도이다. 지르코늄 산화막이 소정의 두께(4nm)이상으로 성막하면, 표면 결정화가 일어나서 표면 거칠기가 증가하고 이는 수분 투과율 증가의 요인이 될 수 있다(도 5(a)). 지르코늄 산화막이 소정의 두께(4nm) 이하로 성막하면, 아몰퍼스 상태를 유지하면서 성장되어 표면 결정화가 발생하지 않는다(도 5(b)).
도 6은 두께가 10nm인 여러 종류의 산화막들의 Ca 테스트 결과를 도시한 것이다. 단일막인 알루미늄 산화막의 두께가 증가할수록 해당 막을 통과해서 Ca을 산화시키는 데 소요되는 시간이 증가, 즉 수분 투과율이 감소하였고, 지르코늄 산화막의 경우에는 막의 두께가 4nm에서 5nm인 경우 수분 투과율이 증가했으나, 5nm 이상의 두께에서는 다시 수분 투과율이 감소한다. 4nm의 지르코늄 산화막과 1nm의 알루미늄 산화막을 하나의 단위 구조로 해서 해당 단위 구조를 2회 적층시킨, 총 두께가 10nm인 무기막의 경우에는 같은 두께의 알루미늄 산화막에 비해서 20%이상 수분 투과율이 감소한다. 또한, 원자층 증착방식으로 지르코늄 산화막 및 알루미늄 산화막을 1 사이클씩만 증착하여 만들어진 균질의 산화막을 단위 구조로 복수회 증착한 10nm 막은, 같은 두께의 알루미늄 산화막에 비해서 50%이상 수분 투과율이 저감된다. 여기서, 해당 사이클을 100회 반복하면, 지르코늄 산화막의 경우에는 9nm 두께로 성막되고, 알루미늄 산화막의 경우에는 11nm 두께로 성막될 수 있다.
이상의 실험 결과는, 수분 투과 방지막을 구성하는 각 무기막의 두께가 수분 투과 방지율에 주요한 인자가 될 수 있으며, 해당 막의 두께가 아몰퍼스 상태를 유지할 수 있는 소정의 두께 이하인 경우에 수분 투과 방지 효과가 향상되는 것을 시사한다.
도 7은 본 발명에 따른 방법에 의해서, 원자층 증착방식으로, 실리콘 기판 상에 지르코늄 산화막 및 알루미늄 산화막을 각각 1 사이클씩 성막한 것을 단위 구조로 복수회 성장시킨, 총 50nm의 두께 막의 전자현미경 사진이다. 해당 사진으로부터 균질한 단일층(AlZrO)이 성막되어 있음을 확인할 수 있다.
하기에서 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 더 구체적으로 설명한다. 그러나 아래의 실시예 및 비교예는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 예시의 목적으로만 제공된 것일 뿐 본 발명의 범주 및 범위가 여기에 한정되지 않음을 밝혀둔다.
<실시예>
실시예 1은 5nm의 알루미늄 산화막(Al2O3)과 5nm의 지르코늄 산호막(ZrO2)을 하나의 단위구조로, 3회 증착해서, 총 두께가 30nm인 막이다.
실시예 2는 2.5nm의 알루미늄 산화막(Al2O3)과 2.5nm의 지르코늄 산호막(ZrO2)을 하나의 단위구조로, 6회 증착해서, 총 두께가 30nm인 막이다.
실시예 3은 4nm의 알루미늄 산화막(Al2O3)과 1nm의 지르코늄 산화막(ZrO2)을 하나의 단위구조로, 6회 증착해서, 총 두께가 30nm인 막이다.
실시예 4는 1.5nm의 알루미늄 산화막(Al2O3)과 0.5nm의 지르코늄 산화막(ZrO2)을 하나의 단위구조로, 15회 증착해서, 총 두께가 30nm인 막이다.
실시예 5는 1nm의 알루미늄 산화막(Al2O3)과 1nm의 지르코늄(ZrO2)을 하나의 단위구조로, 15회 증착해서, 총 두께가 30nm인 막이다.
실시예 6은 0.5nm의 알루미늄 산화막(Al2O3)과 1.5nm의 지르코늄(ZrO2)을 하나의 단위구조로, 15회 증착해서, 총 두께가 30nm인 막이다.
실시예 7은 1nm의 알루미늄 산화막(Al2O3)과 4nm의 지르코늄(ZrO2)을 하나의 단위구조로, 6회 증착해서, 총 두께가 30nm인 막이다.
실시예 8은 알루미늄 산화막(Al2O3)과 지르코늄 산화막(ZrO2)을 각각 1 사이클씩 성막시킨 것을 하나의 단위구조로, 150회 증착해서, 총 두께가 30nm인 막이다.
<비교예1-4>
비교예 1은 두께가 30nm인 알루미늄 산화막(Al2O3)이다.
비교예 2는 두께가 30nm인 지르코늄 산화막(ZrO2)이다.
<실시예와 비교예의 대비>
도 8은 85℃에서 실시된 실시예 1, 2, 5, 8 및 비교예 1, 2의 Ca 테스트 결과이다. 실시예 1, 2, 5, 8은 단위 구조 내 알루미늄 산화막(Al2O3) 및 지르코늄 산화막(ZrO2)의 두께 비율이 1:1로 동일하나, 알루미늄 산화막 및 지르코늄 산화막 간 경계의 개수가 각각 5, 11, 29, 300개로 상이하다. 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 단일막인 비교예 1(Al2O3 30nm) 및 비교예 2(ZrO2 30nm)에 비해서, 알루미늄 산화막 및 지르코늄 산화막에 교호로 적층한 실시예 1, 2, 5, 8이 수분 투과 방지 효과가 우수하다는 것이 확인된다. 실시예 1, 2, 5, 8 내에서는 알루미늄 산화막 및 지르코늄 산화막 간의 경계의 개수가 많을수록 수분 투과율이 감소되는 것을 또한 알 수 있다. 이로써, 수분 투과 방지막 내 무기막의 개수가 수분 투과율 결정하는 주요 인자임을 알 수 있다.
도 9는 85℃에서 실시된 실시예 1 내지 8 및 비교예 1, 2의 Ca 테스트 결과이다. 단일 산화막인 그룹 A(비교예 1, 2)에 비해서, 알루미늄 산화막 및 지르코늄 산화막을 단위구조로 교호로 적층한 실시예 1 내지 8이 수분 투과 방지 효과가 우수하다. 실시예들 중에서도 그룹 B(실시예 1-5)에 비해서, 알루미늄 산화막의 두께가 얇은 그룹 C(실시예 6-8)의 수분 투과 방지 효과가 더 우수하다. 그룹 C인 실시예 6, 7의 단위구조 내 지르코늄 산화막의 두께는 각각 1.5 nm, 4nm로 그룹 B의 경우보다 높다. 이로부터, 단위 지르코늄 산화막의 두께가 다결정이 되는 4nm미만인 경우에는, 단위 구조 내 ZrO2의 두께가 커질수록 수분 투과 방지 효과가 우수하다.
100, 240, 290 : 수분 투과 방지막
110, 210, 260 : 기판
120, 130, 270: 무기막
220, 280: 2종류 이상의 금속을 포함하는 균질의 무기막
300 : 수분 투과 방지막 제조 장치
310 : 기판 로더 챔버
320 : 기판 트랜스퍼 챔버
330, 340 : 성막 챔버
110, 210, 260 : 기판
120, 130, 270: 무기막
220, 280: 2종류 이상의 금속을 포함하는 균질의 무기막
300 : 수분 투과 방지막 제조 장치
310 : 기판 로더 챔버
320 : 기판 트랜스퍼 챔버
330, 340 : 성막 챔버
Claims (24)
- 수분 투과 방지막의 제조 방법에서,
상기 수분 투과 방지막은, 제1 사이클 및 제2 사이클을 순차적으로 복수회 반복하여 제조되며,
상기 제1 사이클은,
증착 챔버에 수증기, 오존, 산소 라디칼중 적어도 하나를 제1 압력으로 주입하는 단계 및
금속 원소를 포함하는 제1 화학 반응물 가스를, 제1 주입 압력으로 상기 증착 챔버에 주입하는 단계를 포함하고,
상기 제2 사이클은
상기 증착 챔버에 수증기, 오존, 산소 라디칼중 적어도 하나를 제2 압력으로 주입하는 단계 및
금속 원소를 포함하는 제2 화학 반응물 가스를, 제2 주입 압력으로 상기 증착 챔버에 주입하는 단계를 포함하며,
상기 제1 사이클 및 상기 제2 사이클로 형성되는 막은 아몰퍼스 상태인, 수분 투과 방지막의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1 사이클 및 상기 제2 사이클은, 원자층 증착법(atomic layer deposition) 방식으로 수행되는 수분 투과 방지막의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1 사이클 및 상기 제2 사이클은 각각 배기하는 단계를 더 포함하는 수분 투과 방지막의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1 화학 반응물 가스는, TMA(Tri-methyl Aluminum)을 포함하는 수분 투과 방지막의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제2 화학 반응물 가스는, TEMAZ(tetra ethyl methyl amino zirconium)을 포함하는 수분 투과 방지막의 제조 방법. - 제4항에 있어서,
상기 제1 주입 압력은 240mtorr 이상 360mtorr 이하인 수분 투과 방지막의 제조 방법. - 제5항에 있어서,
상기 제2 주입 압력은 260mtorr 이상 380mtorr 인, 수분 투과 방지막의 제조 방법. - 제4항에 있어서,
상기 제1 사이클 동안 성막된 막의 두께는 0.8Å 이상 1.4Å 이하인 수분 투과 방지막의 제조 방법. - 제5항에 있어서,
상기 제2 사이클 동안 성막된 막의 두께는 0.6Å 이상 1.2Å 이하인 수분 투과 방지막의 제조 방법. - 제1항에 있어서, 상기 제1 압력 및 상기 제2 압력은 130mtorr 이상 210mtorr이하인, 수분 투과 방지막의 제조 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 사이클 및 상기 제2 사이클 수행으로 형성되는 막은 알루미늄(Al), 지르코늄(Zr), 티나늄(Ti), 탄탈(Ta) 및 아연(Zn)으로 이루어진 군에서 선택되는 2개 이상의 원소를 포함하는 균질의 산화물을 포함하는 수분 투과 방지막의 제조 방법. - 제1항 내지 제11항의 제조 방법을 이용해 제조된 수분 투과 방지막.
- 수분 투과 방지막에서,
아몰퍼스 상태인 제1 무기막 및
아몰퍼스 상태인 제2 무기막을 교호로 적층한 구조를 포함하는 수분 투과 방지막. - 제13항에 있어서,
상기 제2 무기막은 지르코늄(Zr) 산화막을 포함하는 수분 투과 방지막. - 제14항에 있어서,
상기 지르코늄(Zr) 산화막의 두께는 0.1 nm 이상 3.9 nm 이하인 수분 투과 방지막. - 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 무기막은, 알루미늄(Al) 산화막을 포함하는 수분 투과 방지막. - 제16항에 있어서,
상기 알루미늄 산화막의 두께는 0.1 nm 이상인 수분 투과 방지막. - 수분 투과 방지막에서,
아몰퍼스 상태인 제1 무기막 및
아몰퍼스 상태인 제2 무기막을 교호로 적층한 구조를 포함하고
상기 제1 무기막은 제12항의 수분 투과 방지막을 포함하는 수분 투과 방지막. - 제18항에 있어서,
상기 제2 무기막은 지르코늄(Zr) 산화막을 포함하는 수분 투과 방지막. - 제19항에 있어서,
상기 지르코늄(Zr) 산화막의 두께는 0.1 nm 이상 3.9 nm 이하인 수분 투과 방지막. - 제18항에 있어서,
상기 제1 무기막은, 알루미늄(Al) 산화막을 포함하는 수분 투과 방지막. - 제12항의 수분 투과 방지막을 포함하는 전기, 전자 봉지 소자.
- 제13항의 수분 투과 방지막을 포함하는 전기, 전자 봉지 소자.
- 제18항의 수분 투과 방지막을 포함하는 전기, 전자 봉지 소자.
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- 2013-04-09 WO PCT/KR2013/002953 patent/WO2013157770A1/ja active Application Filing
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