KR20170113979A - 기판 상에 게르마늄 산화물을 증착하는 방법 - Google Patents

기판 상에 게르마늄 산화물을 증착하는 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20170113979A
KR20170113979A KR1020160038601A KR20160038601A KR20170113979A KR 20170113979 A KR20170113979 A KR 20170113979A KR 1020160038601 A KR1020160038601 A KR 1020160038601A KR 20160038601 A KR20160038601 A KR 20160038601A KR 20170113979 A KR20170113979 A KR 20170113979A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
deposition
injected
germanium oxide
germanium
Prior art date
Application number
KR1020160038601A
Other languages
English (en)
Inventor
김희철
박치권
조익행
박윤식
나용환
임진묵
김진동
Original Assignee
주식회사 레이크머티리얼즈
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 레이크머티리얼즈 filed Critical 주식회사 레이크머티리얼즈
Priority to KR1020160038601A priority Critical patent/KR20170113979A/ko
Publication of KR20170113979A publication Critical patent/KR20170113979A/ko

Links

Images

Classifications

    • H01L51/0096—
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K77/00—Constructional details of devices covered by this subclass and not covered by groups H10K10/80, H10K30/80, H10K50/80 or H10K59/80
    • H10K77/10—Substrates, e.g. flexible substrates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
    • C07F7/30—Germanium compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/40—Oxides
    • C23C16/407—Oxides of zinc, germanium, cadmium, indium, tin, thallium or bismuth
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • C23C16/4405—Cleaning of reactor or parts inside the reactor by using reactive gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45527—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the ALD cycle, e.g. different flows or temperatures during half-reactions, unusual pulsing sequence, use of precursor mixtures or auxiliary reactants or activations
    • C23C16/45534—Use of auxiliary reactants other than used for contributing to the composition of the main film, e.g. catalysts, activators or scavengers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • C23C16/505—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367—Substrates
    • H01L21/0237—Materials
    • H01L21/02373—Group 14 semiconducting materials
    • H01L21/02381—Silicon, silicon germanium, germanium
    • H01L51/5253—
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/84—Passivation; Containers; Encapsulations
    • H10K50/844—Encapsulations
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

본 발명은 기판이 위치하는 증착 영역에 화학식 1의 Si 또는 Ge 또는 Sn 전구체를 주입하여 상기 기판 상에 각각 게르마늄 산화물을 증착하는 단계를 포함하는 유기 전자 소자용 기판 제조 방법을 제공한다.

Description

기판 상에 게르마늄 산화물을 증착하는 방법{Germanium Oxide Depositing Method for Substrate}
본 발명은 기판 상에 게르마늄 산화물을 증착하는 방법에 관한 것이다.
유기 발광 소자(OLED), 유기 태양전지, 유기 감광체(OPC), 또는 유기 트랜지스터와 같은 유기 전자 소자(Organic Electronic Device)는 전기 전도성을 가진 유기 재료 레이어를 포함하는 소자이다.
OLED는 일반적으로 발광층과 정공(hole) 주입층/전자주입층으로 이루어지는 다층 유기박막을 기판상의 한 쌍의 전극 사이에 개재시켜 형성된다. 상기 OLED는 발광층 안으로 주입된 전자들과 정공들이 재결합할 때 발생되는 발광현상을 이용한다. 상기 OLED의 발광층의 재료로서 형광성 유기물은 수분 및 산소 등에 약하며, 발광층이 손상되거나 또는 금속 층의 산화가 발생할 수 있다. 그 결과, 종래의 OLED가 대기 중에서 구동되면, 그 발광 특성들은 급격히 열화된다. 따라서, OLED의 내부에 수분이나 산소 등이 들어가지 못하도록 소자를 봉지하여 수명을 연장시킬 필요가 있다. 이러한 OLED의 박막형 봉지재는 고분자층과 무기배리어(barrier)층이 교대로 위치하는 봉지구조를 가지는 것이 일반적이다. 상기 무기배리어층은 수분 및 가스의 침투를 막기 위한 차단층으로 사용된다.
무기배리어층은 밴딩시 크랙이나 핀홀이 발생하는 문제점이 있어 핀홀을 채우기 위해 Barix Sputter 기술과 ALD(Atomic layer deposition)을 이용하는 방법이 있다. ALD는 유기 박막과 무기 박막을 교대로 적층하여 유기물만으로 구성된 필름의 문제인 핀홀을 최소화하고, 무기물만으로 구성된 필름의 문제점인 유연성을 확보하는 기술이다. 특히, ALD 기술은 물의 투과를 방지하는 배리어막 기술이다. 하지만 낮은 증착속도(0.5 ~ 3 Å/cycle)와 상대적으로 높은 증착온도(80 ℃ 이상s24)에 의하여 생산성과 실제 소자에의 적용 등에 있어 아직 해결해야 할 문제점을 가지고 있다.
대한민국 공개 특허 제10-2014-0070492호 (공개일 : 2014.06.10) 대한민국 공개 특허 제10-2012-0082657호 (공개일 : 2012.07.24)
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 보호 박막이 형성된 유기 전자 소자용 기판 제조 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은, 기판 상에 게르마늄 산화물을 증착하는 방법에 있어서,
기판이 위치하는 증착 영역에 아래 화학식1의 게르마늄 전구체를 주입하여 상기 기판 상에 게르마늄 산화물을 증착하는 단계를 포함하는 게르마늄 산화물을 증착하는 방법을 제공한다.
[화학식1]
Figure pat00001
상기 증착하는 단계는 CVD, 플라즈마 CVD, ALD(Atomic Layer Deposition) 중 선택된 어느 하나의 방식을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 증착은 ALD로 수행되며, 상기 증착하는 단계는,
a) 상기 기판이 위치되는 증착 영역에 상기 화학식 1의 게르마늄 전구체를 주입하는 단계;
b) 상기 증착 영역을 정화하는 단계; 및
c) 상기 증착 영역에 오존을 주입하는 단계로 이루어진 순차적인 단계들을 포함하는 적어도 하나의 사이클을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 b) 단계에서 정화 가스로 N2 가 주입되는 것이 바람직하다.
상기 c) 단계에서 오존을 주입한 후 상기 증착 영역을 정화하는 단계가 추가되는 것이 바람직하다.
상기 a) 단계에서 상기 게르마늄 전구체는 0.1 내지 2초간 주입되는 것이 바람직하다.
상기 a) 단계에서 N2가 버블링 가스로 상기 게르마늄 전구체와 함께 주입되는 것이 바람직하다.
상기 c) 단계에서 상기 오존은 상기 증착 영역에 주입되며 10 내지 400 Nm3 범위의 오존 농도로 제공되는 것이 바람직하다.
상기 b) 단계에서 정화 가스가 5 내지 15초 동안 주입되는 것이 바람직하다.
상기 b) 단계에서 정화 가스가 10초 동안 주입되는 것이 바람직하다.
상기 증착은 250℃ 내지 350℃ 사이의 온도에서 수행되는 것이 바람직하다.
상기 b) 단계에서 정화 가스로 N2가 상기 증착 영역에 10초간 500sccm 주입되는 것이 바람직하다.
상기 기판은 p-Si인 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면 상기 게르마늄 산화물이 증착된 기판을 포함하는 유기 전자 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 유기 전자 소자용 기판 상에 GeO 박막을 한층 이상 증착함으로써, 폴리머 기판을 통한 투습율을 감소시킬 수 있다. 유기 전자 소자에 대해 산소, 수분, 기판의 유기 솔벤트 물질 등을 차단할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, GeO 박막 증착시 게르마늄 전구체를 사용하고 적정 전력을 인가함으로써, 챔버 내 발생하는 플라즈마 밀도를 효율적으로 높여 보호 박막의 증착 속도 및 품질을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 파티클 생성 문제를 해결할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일24 실시예에 따른 ALD 프로세스를 개략적으로 나타낸 도면,
도 2는 게르마늄 전구체 공급 시간에 따른 게르마늄 산화물 레이어의 밀도를 나타낸 그래프,
도 3은 오존 공급 시간에 따른 게르마늄 산화물 레이어의 밀도를 나타낸 그래프,
도 4는 증착 영역의 온도에 따른 게르마늄 산화물 레이어의 밀도를 나타낸 그래프,
도 5 내지 8은 증착 영역의 온도에 따른 결합 에너지를 나타낸 그래프이다.
본 발명의 일 실시예는 80℃ 이하의 저온에서 기판 상에 실리콘 질화물을 증착할 수 있는 유기 전자 소자용 기판 제조 방법을 제공한다.
도 1은 ALD 방법을 사용하는 기판 제조 프로세스를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 게르마늄 전구체 공급 시간에 따른 게르마늄 산화물 레이어의 밀도를 나타낸 그래프이고, 도 3은 오존 공급 시간에 따른 게르마늄 산화물 레이어의 밀도를 나타낸 그래프이고, 도 4는 증착 영역의 온도에 따른 게르마늄 산화물 레이어의 밀도를 나타낸 그래프이고, 도 5 내지 8은 증착 영역의 온도에 따른 결합 에너지를 나타낸 그래프이다. 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 상에 게르마늄 산화물을 증착하는 방법을 설명하기로 한다.
도 1을 참조하면, 도면 번호 100은 반응 챔버를 나타내고, 200은 기판을 나타내고 110 은 기판(200)을 가열하는 히터를 나타낸다. 본 발명의 일 실시예에 따라 기판에 게르마늄 산화물을 증착하기 위해 기판(200)을 반응 챔버(100) 내의 히터(110) 상에 배치한다. 그 다음 게르마늄 전구체로서 구조식 1로 표시되는 LG4O를 반응 챔버에 주입하고, 반응 가스로 O3를 주입한다. ALD 프로세스에서는 O3 주입 전에 정화 가스를 반응 챔버(100)에 주입하여 정화단계를 수행하는 것이 바람직하다. 정화가스로는 N2를 사용하는 것이 바람직하다.
Figure pat00002
상기 화학식 1로 표현되는 게르마늄 전구체는 끓는 점이 258℃로 110도에서 5torr의 증기압을 나타낸다. 기판(200)은 p-Si가 사용된다.
상기 증착하는 단계는 CVD, 플라즈마 CVD, ALD(Atomic Layer Deposition) 중 선택된 어느 하나의 방식을 사용하는 것이 바람직하다.
CVD는 공지된 증착 프로세스이다. CVD에서는 가스들이 가스 상태로 반응하여 기판 표면 상에 막을 증착하거나 또는 가스들이 기판 표면 상에서 직접적으로 반응하는 증착 챔버 내에서 2개 이상의 반응 가스가 서로 혼합된다. CVD에 의한 증착은 증착되는 막의 원하는 두께에 따라 특정 시간 동안 이루어진다.
ALD 또한 공지된 증착 프로세스로, ALD 증착 사이클에서는 각각의 반응 가스가 챔버 속에 순차적으로 주입되어 가스 상 사이의 상호 혼합이 발생되지 않는다. 게르마늄 전구체의 단층이 기판 표면 상에 물리적 또는 화학적으로 흡착되고 남은 전구체 물질은 정화 가스 N2에 의해 반응 챔버(100)로부터 배기된다. 다음 오존이 리액턴트로 반응 챔버(100)에 주입되어 게르마늄 전구체와 반응하여 자기 제한(self limiting) 표면 반응을 통해 기판 상에 레이어가 형성된다. 자기 제한 표면 반응은 초기에 흡수된 게르마늄 전구체가 오존과 완전히 반응하면 중단된다. 그 다음 남은 오존이 정화 가스 N2에 의해 반응 챔버(100)로부터 배기된다. 상기 증착 사이클이 반복되어 원하는 cf1막 두께를 얻을 수 있다. 막 두께는 증착 사이클의 수를 계산하여 원자층으로 제어될 수 있다.
ALD 프로세스를 이용한 증착 단계를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
상기 증착하는 단계는, a) 기판(200)이 위치되는 반응 챔버(100)에 상기 화학식 1의 게르마늄 전구체를 주입하는 단계, b) 상기 증착 영역을 정화하는 단계, 및 c) 상기 증착 영역에 오존을 주입하는 단계로 이루어진 순차적인 단계들을 반복하는 사이클을 포함하는 것이 바람직하다.
게르마늄 전구체가 주입되는 a) 단계에서, 주입 펄스 시간은 0.1 내지 2초가 바람직하고, 히터(110) 가열 온도는 24℃가 바람직하고 버블 가스로 N2가 20 sccm 주입될 수 있다. 도 2는 게르마늄 전구체인 GeO4의 주입 시간에 따른 게르마늄 산화물 레이어의 밀도를 나타낸 그래프로 도시된 바와 같이, 0.1초 부터 점점 증가하여 2.1초에서 더이상 증가하지 않는다. 1초가 가장 바람직한 것으로 판단된다.
정화 단계인 상기 b) 단계에서 정화 가스로 N2 가 주입되는 것이 바람직하다. N2는 5 내지 15초 주입될 수 있다. 바람직하게 N2는 500 sccm 약 10초간 주입되는 것이 바람직하다.
반응물인 오존이 주입되는 c) 단계에서, O3가 10 내지 400 Nm3 주입될 수 있다. O3는 바람직하게 388Nm3 0.5 내지 7초가 주입된다. 도 3 은 오존 주입 시간에 따른 게르마늄 산화물 레이어의 밀도를 나타낸 도면으로, 도시되는 바와 같이, 5초가 가방 바람직하다. c) 단계에서 오존을 주입한 후 상기 증착 영역을 정화하는 단계가 추가되는 것이 바람직하다.
도 4는 증착 온도에 따른 게르마늄 산화물 레이어의 밀도를 나타낸 그래프이고, 도 5는 250℃에서 세기와 결합 에너지를 나타낸 그래프이고, 도 6은 300℃,도 7은 350℃에서의 그래프이고, 도 8은 250℃와 350℃를 함께 나타낸 그래프이다. 도시되는 바와 같이 상기 증착 단계는 250℃ 내지 350℃ 사이의 온도에서 수행되는 것이 바람직하다. 350℃가 250℃보다 더 높은 강도를 나타내는 것을 알 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면 상기 게르마늄 산화물이 증착된 기판을 포함하는 유기 전자 장치를 제공한다.
상기 실시예는 ALD 프로세스를 예로 들어 설명하였으나, CVD, 플라즈마 CVD를 사용할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면 상기 방법에 따라 제조된 기판을 포함하는 유기 전자 장치를 제공할 수 있다. 상기 유기 전자 장치는 OLED를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 유기 전자 소자용 기판 상에 게르마늄 산화물 박막을 한층 이상 증착함으로써, 폴리머 기판을 통한 투습율을 감소시킬 수 있다. 유기 전자 소자에 대해 산소, 수분, 기판의 유기 솔벤트 물질 등을 차단할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 게르마늄 산화물 박막 증착시 전구체로서 화학식 1의 게르마늄 전구체를 사용하고 적정 전력을 인가함으로써, 챔버 내 발생하는 플라즈마 밀도를 효율적으로 높여 보호 박막의 증착 속도 및 품질을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 파티클 생성 문제를 해결할 수 있다.
100 ; 반응 챔버
110 : 히터
200 : 기판
210 : 게르마늄 산화물 박막

Claims (13)

  1. 기판 상에 게르마늄 산화물을 증착하는 방법에 있어서,
    상기 기판이 위치하는 증착 영역에 아래 화학식1의 게르마늄 전구체를 주입하여 상기 기판 상에 게르마늄 산화물을 증착하는 단계를 포함하는 게르마늄 산화물을 증착하는 방법.
    [화학식1]
    Figure pat00003
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 증착하는 단계는 CVD, 플라즈마 CVD, ALD(Atomic Layer Deposition) 중 선택된 어느 하나의 방식을 사용하는 게르마늄 산화물을 증착하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 증착은 ALD로 수행되며, 상기 증착하는 단계는,
    a) 상기 기판이 위치되는 증착 영역에 상기 화학식 1의 게르마늄 전구체를 주입하는 단계;
    b) 상기 증착 영역을 정화하는 단계; 및
    c) 상기 증착 영역에 오존을 주입하는 단계로 이루어진 순차적인 단계들을 포함하는 적어도 하나의 사이클을 포함하는 게르마늄 산화물을 증착하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 b) 단계에서 정화 가스로 N2 가 주입되는 게르마늄 산화물을 증착하는 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 c) 단계에서 오존을 주입한 후 상기 증착 영역을 정화하는 단계가 추가되는 게르마늄 산화물을 증착하는 방법.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 a) 단계에서 상기 게르마늄 전구체는 0.1 내지 2초간 주입되는 게르마늄 산화물을 증착하는 방법.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 a) 단계에서 N2가 버블링 가스로 상기 게르마늄 전구체와 함께 주입되는 게르마늄 산화물을 증착하는 방법.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 c) 단계에서 상기 오존은 상기 증착 영역에 주입되며 10 내지 400 Nm3 범위의 오존 농도로 제공되는 게르마늄 산화물을 증착하는 방법.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 b) 단계에서 정화 가스가 5 내지 15초 동안 주입되는 Si 또는 Ge 또는 Sn 산화물을 게르마늄 산화물을 증착하는 방법.
  10. 제 3 항에 있어서,
    상기 b) 단계에서 정화 가스가 10초 동안 주입되는 게르마늄 산화물을 증착하는 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 증착은 250℃ 내지 350℃ 사이의 온도에서 수행되는 게르마늄 산화물을 증착하는 방법.
  12. 제 3 항에 있어서,
    상기 b) 단계에서 정화 가스로 N2가 상기 증착 영역에 10초간 500sccm 주입되는 게르마늄 산화물을 증착하는 방법.
  13. 제 3 항에 있어서,
    상기 기판은 p-Si인 게르마늄 산화물을 증착하는 방법.
KR1020160038601A 2016-03-30 2016-03-30 기판 상에 게르마늄 산화물을 증착하는 방법 KR20170113979A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160038601A KR20170113979A (ko) 2016-03-30 2016-03-30 기판 상에 게르마늄 산화물을 증착하는 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160038601A KR20170113979A (ko) 2016-03-30 2016-03-30 기판 상에 게르마늄 산화물을 증착하는 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20170113979A true KR20170113979A (ko) 2017-10-13

Family

ID=60139671

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160038601A KR20170113979A (ko) 2016-03-30 2016-03-30 기판 상에 게르마늄 산화물을 증착하는 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20170113979A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10032792B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
KR102412483B1 (ko) 갭을 충진하기 위한 방법 및 장치
TWI479044B (zh) 硼膜界面工程
KR101583608B1 (ko) 무기계 실리콘 전구체를 이용한 실리콘 산화막의 형성 방법및 이를 이용한 반도체 장치의 제조 방법
JP5566845B2 (ja) 半導体装置の製造方法
US20180175325A1 (en) Edge barrier film for electronic devices
TWI355716B (en) Non-volatile memory device and method for fabricat
JP5443873B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
US20070251444A1 (en) PEALD Deposition of a Silicon-Based Material
US20050181535A1 (en) Method of fabricating passivation layer for organic devices
JP2012506640A (ja) 窒化シリコン電荷トラップ層を有する不揮発性メモリ
KR20050084075A (ko) 패시베이션 어플리케이션을 위한 저온 프로세스
JP2012506640A5 (ko)
TW200815618A (en) Silicon thin-film and method of forming silicon thin-film
CN107815666A (zh) 一种基于等离子体增强原子层沉积的薄膜掺杂改性方法
KR101351109B1 (ko) 소자용 봉지구조체 및 이의 제조방법
US11075076B2 (en) Method for manufacturing a semiconductor device and film deposition apparatus
US20210083128A1 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2004040064A5 (ko)
KR20170113979A (ko) 기판 상에 게르마늄 산화물을 증착하는 방법
US9312167B1 (en) Air-gap structure formation with ultra low-k dielectric layer on PECVD low-k chamber
KR101008982B1 (ko) 전하 트랩층을 갖는 불휘발성 메모리소자의 형성방법
US20220122841A1 (en) Methods for depositing gap-filling fluids and related systems and devices
US8952445B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device
US20140319488A1 (en) Thin film formation for device sensitive to environment

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X601 Decision of rejection after re-examination