KR920000244B1 - e-빔 증착방식에 의한 박막 형성 방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

e-빔 증착방식에 의한 박막 형성 방법

본 발명은 e-빔 증착(electron-beam evaporation)방식에 의한 박막 형성 방법에 관한 것이다.

반도체 기술의 개발 이후 여러 가지 증착기술이 개발되어 왔다. 그 가운데 일예로 전자 빔에 의한 막 형성 기술은 열전자 방출을 위한 캐소드 부분에서 고전압에 의한 열전자들이 발생하여 증착시키고자 하는 물질에 충격을 가하므로서 충격받은 물질이 증발(evaporation)되어 기판상에 증착됨으로써 막증착이 가능하도록 한 것으로 이 원리를 이용하는 증착 방법은 e-빔 증착방식으로 알려져 있다. 이러한 증착 방식으로는 특히 박막의 막질 형성에 유리한데 그 적용예로서 예를들면 전장에 의한 발광을 이용하는 표시소자인 박막의 EL 소자 즉, TFEL(Thin Film Elecro-Luminescence)의 형광막 증착시 이용된다.

TFEL은 형광막을 필요로하므로 ZnS:Mn과 같은 형광 물질을 박막으로 형성하고자 할 때 상기 언급한 방식 즉, e-빔 증착 방식을 적용시켜 막 형성을 하는데 이때 증착시 증착속도가 높아지면 증착되는 동안 반응물이 튀는 경우가 일어난다. 이렇게 반응물의 입자가 튀게 되면 다음층을 증착할 때 장애요소가 된다.

그렇다고 하여 증착속도를 낮추면 형성된 막의 결정성이 좋지 않아 증착 후 고온에서 장시간 아닐링을 해야 하므로 시간 및 에너지가 낭비가 따른다.

따라서 본 발명은 e-빔 증착시 기판에 반응물이 튀는 것을 최소화하는 방법을 제공하고자 한다.

종래 e-빔 증착시에는 원하는 증착속도를 얻고, 반응물 표면의 불순물을 제거하기 위해 예비증착을 행하는 동안 셔터로 기판을 가리고 있다. 하지만 이러한 종래의 방법은 예비증착시의 반응물의 튐은 방지할수 있으나, 본 증착시에는 반응물의 튐을 막을 수 없으므로, 본 발명에서는 기판과 반응물원 사이에 소정의 체(mesh)를 셔터에 연동되도록 설치하여, 셔터가 열리면 체가 반응물원을 가리게 하는 방법을 제시한다.

이렇게 반응물원과 기판 사이에 체를 설치함으로써 증착되기를 바라는 크기보다 큰 입자는 체에 걸리도록 하여 장애요소를 제거하고 또한 증착속도를 높여 결정성이 양호한 막이 형성되게 한다.

또한 체가 셔터에 연동되도록 하여 고정된 체의 경우보다 체의 수명을 연장시킬 수 있다.

이하 본 발명의 방법의 실시예를 설명한다.

TFEL에 사용되는 Mn이 도핑된 ZnS는 승화성 물질로서 약 890℃ 부근에서 승화된다. 이는 e-빔 증착시 다른 반응물보다 낮은 온도에서 증착될 뿐아니라, 빔 파우어를 조금만 강하게 하여도 반응물이 튀는 현상이 일어난다.

Al이나 ITO(Indium Tin Oxide)등과 마찬가지로 ZnS 막의 경우에도 15Å/sec 이상의 높은 증착속도에서 결정성이 양호한 막을 얻어 휘도의 향상을 기할 수 있으나, 증착속도가 높아짐에 따라 반응물이 튀는 현상이 일어난다. 이때 튄 입자의 지름은 3KÅ-10㎛로 다양하다.

TFEL은 이렇게 증착 형성된 ZnS:Mn 형광막 위에 1.5-25KÅ 두께의 제2절연막 및 2K-3KÅ 두께의 Al전극막을 증착하게 되는데, 예를들어 1㎛크기의 입자가 튀었다면 그 지름만으로도 두 개의 막의 두께의 합보다 두꺼워 소자의 성능에 장애요소가 된다.

따라서 적절한 크기의 체를 반응물원과 기판사이에 형성하여 소망하는 크기 이상의 입자가 튀는 것을 막을 수 있다.

이때 체의 구멍의 크기가 너무 크면 입자의 튐을 방지하는 효과를 얻을 수 없고, 너무 작으면 구멍이 막히거나, 반응물의 손실이 너무 많아지게 된다.

따라서 체의 구멍 및 선의 두께를 고려하여 실험에 의해 체의 규격을 결정해야하나, TFEL의 경우 메쉬 #100∼200정도의 크기를 갖는 체가 적당하다. 이때 메쉬 #100의 경우 100의 수치는 체를 구성하는 와이어의 직경이 100㎛임을 의미하고 이들 와이어로 형성된 구멍은 154μ㎡의 면적을 갖는다.

또한 체를 반응물원과 기판 사이에 고정할 필요가 없이 전기한 셔터에 연동되도록 하여 셔터가 열릴 때만 반응물과 기판 사이에 개재되도록하면 좋을 것이다.

예를들어 TFEL 제조시 메쉬 #80 크기의 체를 사용한 경우 입자의 튐의 70%가 방지되고, 또 그 크기도 5KÅ 이내로 작아졌다.

또 메쉬 #150∼200크기의 체를 사용할 경우는 입자가 튀는 것의 95% 이상이 방지되고, 입자의 크기도 1KÅ 이내로 작아진다.

이상과 같은 본 발명의 방법에 의하면 e-빔 증착시 반응물의 튐을 방지할 수 있어 소자의 신뢰성을 높일 수 있다.

Claims (1)

1. 기판상에 증착되는 반응물원을 전자빔으로 충격을 가함으로써 막을 형성하는 e-빔 증착방식에 의한 박막 형성 방법에 있어서, 상기 반응물원과 기판 간에, 반응물 표면의 불순물을 제거하기 위한 셔터를 설치하여 예비 증착하는 단계와, 증착속도의 증가로 튀는 반응물을 걸르기 위해 튀는 반응물 크기에 기초하여 구멍의 크기가 조절된 체로 기판을 가려 증착하는 본 증착 단계로 이루어져서 박막의 증착막을 형성함을 특징으로 하는 e-빔 증착방식에 의한 박막 형성 방법.