一種薄膜封裝系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種薄膜封裝系統，包括工藝氣體輸入部分、沉積腔室、ICP等離子體電源和基片臺，所述工藝氣體輸入部分包括分別與沉積腔室連接的PECVD工藝氣體輸入部分和ALD工藝氣體輸入部分，所述基片臺設置在沉積腔室內。該系統同時具有PECVD氣路輸入部分和ALD氣路輸入部分，使本實用新型兼具PECVD設備可快速沉積的優勢以及ALD設備可沉積高質量薄膜的優勢，實現了快速沉積較高質量的薄膜。
【專利說明】一種薄膜封裝系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及器件的封裝設備，具體涉及一種薄膜封裝系統。
【背景技術】
[0002]電子器件尤其是有機電子器件對空氣中的水汽和氧氣特別敏感，因此需要對有機器件進行封裝以保證器件的性能和使用壽命。目前柔性有機電子器件封裝主要方法，是直接在器件表面制作阻擋水氧滲透性能優異的柔性薄膜結構。由于柔性的聚合物膜阻擋水氧滲透能力非常有限，而致密無針孔的無機膜阻擋水氧能力雖較高但達到一定厚度時則表現為剛性結構且易碎裂，因而目前國際上絕大多數的柔性封裝研究都是基于有機/無機多層膜交替復合結構的Barix?封裝技術開展的。實現有機/無機交替結構的主要方法有:(I )PECVD方法，如中科院蘇州納米所采用PECVD方法，通過改變沉積過程中工藝氣體組分，從而沉積無明顯界面的有機/無機交替結構；(2) ALD方法，如BENEQ公司采用ALD方法沉積Al203/Zr02多層膜，實現有機電子器件的封裝。上述兩種方法中，PECVD的方法薄膜沉積速度較快，但由于PECVD方法基于島狀生長，島邊界等處就會存在缺陷，因此沉積的無機薄膜的質量相對較差；ALD的方法基于原子層式生長，生長無缺陷，雖能沉積高質量的無機薄膜，但沉積速度太慢，一般不超過2nm/min，且ALD方法制備的Al203/Zr02等多層膜由于Al2O3和ZrO2都是無機薄膜，厚度一定時就呈現出剛性，所以嚴格意義上不屬于柔性封裝。因此，需要一種PECVD設備，可以高效、高質量、柔性薄膜封裝成為制約有機電子器件發展的最主要瓶頸。
實用新型內容
[0003]為了解決以上技術問題，本實用新型提供一種薄膜封裝系統，該系統同時具有PECVD氣路輸入部分和ALD氣路輸入部分，使本實用新型兼具PECVD設備可快速沉積的優勢以及ALD設備可沉積高質量薄膜的優勢，實現了快速沉積較高質量的薄膜。
[0004]本實用新型通過以下技術方案實現:
[0005]一種薄膜封裝系統，包括工藝氣體輸入部分、沉積腔室、ICP等離子體電源和基片臺，所述工藝氣體輸入部分包括分別與沉積腔室連接的PECVD工藝氣體輸入部分和ALD工藝氣體輸入部分，所述基片臺設置在沉積腔室內，所述ICP等離子體電源設置在沉積腔室頂部。
[0006]在上述技術方案中，所述PECVD工藝氣體輸入部分包括前驅體的輸入氣路、反應氣體輸入氣路、輔助氣體輸入氣路，所述前驅體輸入氣路和反應氣體輸入氣路都分別與沉積腔室連接，所述輔助氣體輸入氣路與ICP等離子體電源連接。
[0007]在上述技術方案中，所述ALD工藝氣體輸入部分包括前驅體輸入氣路、反應氣體輸入氣路、吹掃氣體輸入氣路，所述前驅體輸入氣路、反應氣體輸入氣路和吹掃氣體輸入氣路分別連接沉積腔室。。
[0008]在上述技術方案中，所述基片臺為可加熱基片臺。[0009]本實用新型通過PECVD工藝氣體輸入部分進行快速沉積薄膜的功能層，由于PECVD方法通過島狀沉積模式形成功能層，島邊界等處容易存在缺陷，而使用ALD工藝氣體輸入部分進行原子層式生長，可填補島狀沉積中各島邊緣的凹陷，彌補島狀沉積的缺陷，實現了快速沉積較高質量薄膜。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型實施例提供的薄膜封裝系統示意圖。
【具體實施方式】
[0011]下面結合附圖和實施例對本實用新型的技術方案進行詳細描述。
[0012]參見圖1，一種薄膜封裝系統，包括工藝氣體輸入部分、沉積腔室9、ICP等離子體電源5和基片臺6，工藝氣體輸入部分包括分別與沉積腔室9連接的PECVD工藝氣體輸入部分和ALD工藝氣體輸入部分，基片臺6設置在沉積腔室9內。
[0013]PECVD工藝氣體輸入部分包括前驅體的輸入氣路1、反應氣體輸入氣路2、輔助氣體輸入氣路4，前驅體輸入氣路I和反應氣體輸入氣路2都分別與沉積腔室9連接，所述輔助氣體輸入氣路4與ICP等離子體電源5連接；首先，前驅體輸入氣路I輸入HMDS0、輔助氣體的輸入氣路4輸入Ar氣體，在基片臺6放置的基片上沉積有機功能層；之后，前驅體輸入氣路繼續輸入HMDS0、反應氣體輸入氣路2輸入反應氣體O2，輔助氣體輸入氣路4繼續輸入Ar氣體，沉積無機功能層；通過調節PECVD沉積過程中前驅體和反應氣體的比例，分別根據需要沉積無機功能層和有機功能層，沉積無機功能層使用的等離子體為SiOx，通過調節與沉積腔室9連接的ICP等離子體電源5發射SiOx等離子體，沉積有機功能層使用的等離子體為SiOxCyHz (具體操作方式及原理參見A.Bieder, A.Gruniger, Ph.Rudolf vonRohr, Surface&Coatings Technology, 200, 928-931，2005.)。
[0014]再通過ALD工藝氣體輸入部分沉積無積功能層(使用的等離子體為Al2O3),前驅體輸入氣路1、反應氣體輸入氣路2和吹掃氣體輸入氣路3分別連接沉積腔室9。前驅體輸入氣路I輸入TM，反應氣體輸入氣路2輸入反應氣體02，周期性交替輸入TMA和02，借助吹掃氣體輸入氣路3將基片上未反應完全的前驅體、反應氣體或反應副產物吹掉(具體操作方式及原理參見《工業化A1203沉積技術在硅太陽能電池表面鈍化中的應用研究》，選自第十期印刷版《Photovoltaics International)), p36-41)；
[0015]再開啟PECVD反應氣體輸入氣路2，輸入反應氣體O2，通過輔助氣體輸入氣路4輸入輔助氣體Ar，沉積無機功能層(使用的等離子體為SiOx)；
[0016]基片臺6通過電源7提供熱量，加熱的溫度為100°C。整個沉積過程維持沉積腔室9的真空環境，通過與沉積腔室9連接的真空泵8抽真空。
[0017]對以上所述的薄膜封裝系統制備的有機層/無機層/ALD高質量無機層/無機層沉積交替封裝結構交替結構的封裝薄膜的質量進行測試，被測薄膜的功能層厚度分別為300nm/60nm/30nm/60nm,測量封裝薄膜的水氧滲透率，經過等離子體處理的平均水氧滲透率 2.2 lmg/cm2.day ；
[0018]本實用新型通過首次將PECVD工藝氣體輸入部分與ALD工藝氣體輸入部分結合在一個系統中，通過PECVD工藝氣體輸入部分進行快速沉積薄膜的功能層，由于PECVD方法通過島狀沉積模式形成功能層，島邊界等處容易存在缺陷，而使用ALD工藝氣體輸入部分進行原子層式生長，可填補島狀沉積中各島邊緣的凹陷，彌補島狀沉積的缺陷；由于該系統吸取了兩種工藝設備的優勢，因此實現了快速沉積較高質量的薄膜。
[0019]最后所應說明的是，以上實施例僅用以說明本材料的技術實施方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍當中。
【權利要求】
1.一種薄膜封裝系統，其特征在于:包括工藝氣體輸入部分、沉積腔室(9)、ICP等離子體電源(5 )和基片臺(6 )，所述工藝氣體輸入部分包括分別與沉積腔室(9 )連接的PECVD工藝氣體輸入部分和ALD工藝氣體輸入部分，所述基片臺(6)設置在沉積腔室(9)內，所述ICP等離子體電源(5 )設置在沉積腔室(9 )頂部。
2.如權利要求1所述的薄膜封裝系統，其特征在于:所述PECVD工藝氣體輸入部分包括前驅體的輸入氣路(I)、反應氣體輸入氣路(2)、輔助氣體輸入氣路(4)，所述前驅體輸入氣路(I)和反應氣體輸入氣路(2)都分別與沉積腔室(9)連接，所述輔助氣體輸入氣路(4)與ICP等離子體電源(5)連接。
3.如權利要求1所述的薄膜封裝系統，其特征在于，所述ALD工藝氣體輸入部分包括前驅體輸入氣路(I )、反應氣體輸入氣路(2)、吹掃氣體輸入氣路(3)，所述前驅體輸入氣路(I)、反應氣體輸入氣路(2)和吹掃氣體輸入氣路(3)分別連接沉積腔室(9)。
4.如權利要求1所述的一種薄膜封裝系統，其特征在于，所述基片臺(6)為可加熱基片臺。
【文檔編號】H01L23/28GK203659835SQ201320892034
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年12月31日 優先權日:2013年12月31日
【發明者】劉杰, 劉鍵, 冷興龍, 屈芙蓉, 李超波, 夏洋 申請人:中國科學院微電子研究所