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KR20150087311A - 전자 부품의 표면 영역에서 층을 제조하기 위한 방법 - Google Patents

전자 부품의 표면 영역에서 층을 제조하기 위한 방법 Download PDF

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KR20150087311A
KR20150087311A KR1020157015968A KR20157015968A KR20150087311A KR 20150087311 A KR20150087311 A KR 20150087311A KR 1020157015968 A KR1020157015968 A KR 1020157015968A KR 20157015968 A KR20157015968 A KR 20157015968A KR 20150087311 A KR20150087311 A KR 20150087311A
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미하엘 포프
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오스람 오엘이디 게엠베하
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Abstract

본 발명은, 광전자 부품의 작동 중에 광을 발생하거나 검출하기에 적합한 활성 영역을 갖는 기능적인 층 시퀀스(41)를 구비하는, 광전자 부품(100, 101, 102, 103, 104, 105)의 표면 영역(2)에서 하나 이상의 층(1)을 제조하기 위한 방법에 관한 것으로서, 이 방법은 코팅 챔버(10) 내에서 표면 영역(2)을 형성하는 단계, 및 섬광 지원되는 원자층 증착 방법에 의해서 하나 이상의 층(1)을 제공하는 단계로서, 상기 표면 영역(2)을 가스 형태의 하나 이상의 제1 초기 재료(21)에 노출시키거나, 또는 가스 형태의 하나 이상의 제1 초기 재료(21)에 노출시킨 다음에 하나 이상의 층(1)을 위한 하나의 가스 형태의 제2 초기 재료(22)에 노출시키며, 표면 영역에서 흡수된 상기 제1 및/또는 제2 초기 재료(21, 22)의 분자들을 하나 이상의 섬광으로 조사함으로써, 상기 표면 영역에서 흡수된 분자들이 분열되는 단계를 포함한다.

Description

전자 부품의 표면 영역에서 층을 제조하기 위한 방법{METHOD FOR PRODUCING A LAYER ON A SURFACE AREA OF AN ELECTRONIC COMPONENT}
본 발명은 전자 부품의 표면 영역에서 하나 이상의 층을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
본 특허 출원은 독일 특허 출원서 10 2012 221 080.6호의 우선권을 주장하며, 이 우선권 서류의 공개 내용은 인용에 의해서 본 출원서에 기재된다.
예를 들어 유기 발광 다이오드("organic light-emitting diode", OLED), 그러나 또한 무기 발광 다이오드 칩과 같은 광전자 부품은 습기, 산소 및/또는 다른 유해한 주변 가스에 대해 상대적으로 민감할 수 있다.
특히 OLED의 경우에는, 공동 유리(cavity glass) 및 그 내부에 삽입된 게터 재료(getter material)를 이용해서 민감한 유기 층들을 보호하는 것이 공지되어 있다. 더 나아가, 민감한 부품들은 또한 예를 들어 배리어 층(barrier layer) 또는 나노 적층물(nanolaminate) 형태의, 다시 말하자면 상이한 재료로 이루어진 층들이 교대로 배치된 층 시퀀스(layer sequence) 형태의 박막 캡슐(thin film encapsulation)에 의해서도 보호될 수 있다. 이와 같은 박막 캡슐은 바람직하게 투명한 그리고/또는 유연한 부품에도 사용될 수 있다. 원자층 증착("atomic layer deposition", ALD) 방법에 의해서는, 매우 얇은, 예를 들어 단분자층(monolayer)까지 얇은 배리어 층 및 나노 적층물 층이 재생 가능하게 제조된다.
"원자층 증착"이라는 용어와 관련해서는, 특히 하나의 층을 제조하기 위하여 이를 위해 반드시 필요한 초기 재료(initial material)(전구체)가 통상적으로 동시에 코팅 챔버에 공급되는 것이 아니라, 오히려 교대로 연속으로 코팅 챔버에 공급되는 그러한 방법이 공지되어 있으며, 이 경우 코팅 챔버 내에는 코팅될 부품이 배치되어 있다. 초기 재료는, 교대로 공급되는 방식에 의해서 코팅될 부품의 표면상에 또는 이전에 축적된 초기 재료상에 서로 위·아래로 교대로 축적되고, 그곳에서 결합체를 형성한다. 그로 인해, 사이클이 반복될 때마다, 다시 말해 모든 필수적인 초기 재료가 연속으로 이어지는 부분 단계에서 1회 공급될 때마다, 제공될 층의 최대 하나의 단분자층을 성장시키는 것이 가능해짐으로써, 결과적으로 사이클 횟수에 의해서 층 두께를 양호하게 조절할 수 있게 된다.
초기 재료는 통상적으로, 열 에너지 공급에 의해 분열되는 화학적인 화합물, 예를 들어 금속 유기 화합물 또는 수소화물 내에서 생성된다. 이 목적을 위해, 코팅될 부품이 가열되고, ALD-방법에 따라 추가로 플라즈마에 노출될 수 있다. 예를 들어 유기 부품의 경우에, 코팅될 부품의 손상을 피하기 위하여, ALD-방법은 상대적으로 낮은 온도에서 실시되어야만 하며, 이때 온도는 보통 150℃ 미만일 수 있고, 특히 100℃까지의 실온 범위 안에 놓일 수 있다. 원하는 초기 재료의 더 많은 공지된 화합물들이 상기 온도에서는 전혀 분열될 수 없거나 분열되기가 매우 어렵기 때문에, 공지된 ALD-방법에서는 재료의 선택이 상응하게 제한되어 있다.
더 나아가, 공지된 ALD 방법은 마스킹(masking)을 허용하지 않기 때문에, 다만 층들을 넓은 면적에 걸쳐서 그리고 구조화되지 않은 상태로 증착하는 데에만 적합하다. 안티 코팅층을 이용한 접근 방식의 효과가 아직까지는 산업적으로 나타날 수 없었기 때문에, 결국 ALD를 이용해서 제공되는 구조화를 위한 층은 통상적으로 레이저 절제술(laser ablation)에 의해서 국부적으로 제거되어야만 한다. 그러나 특히, 예컨대 OLED와 같은 한 부품의 활성 구역의 영역에서는 레이저 절제가 거의 불가능하다.
특정 실시 예들의 적어도 한 가지 과제는, 전자 부품의 표면 영역에서 하나의 층을 제조하기 위한 방법을 제시하는 것이다.
상기 과제는, 독립 특허 청구항에 따른 대상에 의해서 해결된다. 이 대상의 바람직한 실시 예들 및 개선 예들은 종속 청구항의 특징부에 기재되어 있으며, 더 나아가서는 후술되는 상세한 설명 및 도면에서 드러난다.
하나 이상의 실시 예에 따라, 전자 부품의 표면 영역에서 하나 이상의 층을 제조하기 위한 방법은, 하나 이상의 층이 섬광(flash) 지원 방식의 원자층 증착 방법에 의해서 제공되는 한 방법 단계를 포함한다. 이와 같은 방법은 이하에서 섬광-ALD(ALD: "atomic layer deposition") 또는 섬광(flash light)-ALD로서도 명명된다. 섬광-ALD 방법을 위해서는, 하나 이상의 층이 그 위에 제공되어야만 하는 표면 영역이 바람직하게는 코팅 챔버 내에서 제조되어야만 한다. 코팅 챔버는 특히 이 코팅 챔버 내에서 섬광-ALD가 실시될 수 있도록 설계될 수 있다.
종래의 ALD-방법에서는, 전술된 바와 같이, 코팅될 부품이 있는 코팅 챔버에 초기 재료가 연속으로 공급된다. 종래의 ALD-방법에서는, 예를 들어 밀도, 결정도 및 순도와 관련해서 높은 층 품질에 도달하기 위하여, 사용된 초기 재료에 따라, 코팅될 부품이 가열되어야만 하는 수준인 높은 온도가 필요하다. 더 위에서 이미 기술한 바와 같이, 이와 같은 고온에 대한 필요성은, 코팅될 부품의 열 상화성(heat compatibility)에 따라 가능한 초기 재료의 선택을 확연하게 제한한다. 본원에서 사용된 섬광-ALD 방법에서는, 층 제조를 위해서 필요한 에너지가 완전히 또는 주요 부분만 하나 이상의 섬광에 의해서 형성된다. 이 목적을 위해, 표면 영역은 하나 이상의 층을 위한 하나 이상의 가스 형태의(gaseous) 제1 초기 재료에 노출되고, 하나 이상의 섬광에 의해 조사(irradiation) 된다. 가스 형태의 제1 초기 재료로서는 바람직하게, 또 다른 원자 및/또는 분자기, 예를 들어 수소 및/또는 유기 분자기와 층 내부에 삽입될 재료의 결합에 의해서 형성되는 분자들을 갖는 가스가 사용될 수 있다. 제1 초기 재료가 존재하는 상태에서 전자 부품의 코팅될 표면 영역에 조사되는 하나 이상의 섬광에 의해서, 바람직하게 가스 형태의 제1 초기 재료의 분열이 이루어질 수 있으며, 그 결과 분열에 의해서 자유롭게 되는 재료, 즉 하나 이상의 층 내부로 삽입되어야만 하는 재료가 전자 부품의 표면 영역에 축적될 수 있다.
하나 이상의 섬광에 의해 표면 영역에 조사된 광은 예를 들어 가스 형태의 제1 초기 재료를 분열시키기에 적합한 스펙트럼적인 비율을 함유할 수 있다. 다른 말로 표현하자면, 가스 형태의 제1 초기 재료의 분자들은 하나 이상의 섬광 내에 함유된 광의 하나 또는 복수의 스펙트럼 성분에 상응하는 흡수대( absorption band)를 가질 수 있다. 더 나아가서는, 하나 이상의 섬광에 의해 표면 영역에 조사된 광이 전자 부품의 표면 영역에서 흡수되어 이 표면 영역을 가열시키는 것도 가능할 수 있다. 이 목적을 위해, 하나 이상의 섬광의 광은 바람직하게, 하나 이상의 층으로 코팅되어야만 하는 표면 영역의 흡수 스펙트럼 안에 놓여 있어서 전자 부품의 표면 영역에 의해 흡수될 수 있는 스펙트럼 성분을 갖는다. 그럼으로써, 열 전도에 의해서는 코팅될 표면 영역 아래에 있는 전자 부품의 한 부분도 가열될 수 있다. 하지만, 스펙트럼 성분, 섬광의 기간 및 에너지를 적합하게 선택함으로써, 코팅될 표면 영역 아래에 있는 단 하나의 얇은 층만 섬광에 의해서 가열되는 상황에 도달할 수 있다. 예를 들어, 가시 광은 단지 수 마이크로미터의 층 두께를 갖는 규소에 의해서 흡수된다. 하나 이상의 섬광에 의해서는, 다만 섬광에 의해 조사된 표면 영역만 예를 들어 단지 수 마이크로미터의 깊이로 가열되는 한편, 나머지 전자 부품은 전혀 가열되지 않거나 적어도 표면 영역보다 훨씬 더 낮은 온도를 갖는 상황에 도달할 수 있다.
또 다른 한 실시 예에 따라, 하나 이상의 섬광은 10 ms 미만의, 바람직하게는 5 ms 미만의 그리고 특히 바람직하게는 2 ms 미만의 지속 시간을 갖는다. 예를 들어, 하나 이상의 섬광은 약 1 ms 미만의 지속 시간을 가질 수 있다. 표면 영역의 충분한 가열에 도달하기 위하여, 섬광은 바람직하게 1 J/cm2보다 크거나 같은 또는 10 J/cm2보다도 크거나 같은 또는 20 J/cm2보다도 크거나 같은 또는 40 J/cm2보다도 크거나 같은 에너지 밀도를 가질 수 있다. 사용된 초기 재료 및/또는 코팅될 표면 영역의 흡수 특성에 따라, 섬광 안에 함유된 광은 예를 들어 실질적으로는 가시광 및 특히 10%보다 낮은 자외선 비율 및 적외선 비율을 가질 수 있다. 더 나아가서는, 하나 이상의 섬광 안에 함유된 광이 자외선 및/또는 적외선 파장 범위 안에 있는 스펙트럼 성분을 상대적으로 더 큰 비율로 함유하거나 심지어는 단지 이러한 스펙트럼 성분만으로 이루어지는 경우도 바람직할 수 있다.
또 다른 한 실시 예에 따라, 하나 이상의 섬광은 광원에 의해서 제공되며, 이 광원은 하나 이상의 가스 방전 램프, 하나 이상의 할로겐 램프, 하나 이상의 레이저, 특히 하나 이상의 레이저 다이오드, 하나 이상의 발광 다이오드(LED) 또는 복수의 발광 다이오드를 구비한다. 이 광원은 전술된 광원들의 조합체를 구비하거나 이와 같은 조합체로 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 이 광원은, 통상적으로 주로 가시광 및 근적외선을 방출하고 자외선은 거의 방출하지 않는 하나 또는 복수의 크세논(xenon)-가스 방전 램프를 구비할 수 있다. 하나 이상의 섬광 내에서 충분한 에너지 밀도에 도달하기 위해서는, 전술된 복수의 광원을 사용하는 것도 바람직할 수 있으며, 이 경우 광은 예를 들어 추가로 적합한 반사기에 의해서 코팅될 표면 영역에 수렴될 수 있다. 하나 이상의 섬광 내에서의 에너지 밀도가 충분히 높음으로써, 특히 코팅될 표면 영역의 온도가 매우 신속하게 증가하는 상황, 예를 들어 대략 106 K/s의 크기로 증가하는 상황에 도달할 수 있다.
전술된 바와 같이, 하나 이상의 섬광에 의해서는, 가스 형태의 제1 초기 재료가 특히 전자 부품의 조사될 그리고 코팅될 표면 영역 근처에서 분열되어, 제공될 층 내부로 삽입되어야만 하는 재료가 유리(relaese) 되는 상황에 도달할 수 있다. 특히 바람직하게, 가스 형태의 제1 초기 재료는 하나 이상의 섬광이 조사되기 전에 코팅될 표면 영역에 축적될 수 있는데, 더 상세하게 말하자면 상기 표면 영역으로 흡수될 수 있다. 하나 이상의 섬광에 의해서는 그리고 예를 들어 특히 전술된 바와 같이 신속하고도 국부적으로 제한된, 표면 영역의 강한 가열에 의해서는, 가스 형태의 제1 초기 재료의 흡수된 분자들의 열적인 분해(decomposition)에 도달할 수 있다. 그럼으로써, 화학적인 반응들이 활성화될 수 있으며, 그 결과 예를 들어 표면 영역에 제공될 층의 하나의 단분자층 또는 하나 이상의 아단분자층(submonolayer)을 형성하면서 제1 초기 재료의 해제 반응(abreaction)이 이루어지게 된다. 계속해서, 하나 이상의 섬광은, 제공될 층의 이전에 증착된 재료가 템퍼링(tempering) 되어 소위 어닐링 공정을 거치게 되고, 이로써 층 품질을 개선할 수 있는 상황에도 기여할 수 있다. 따라서, 본원에 기술된 섬광-ALD 방법에서는, 예를 들어 단 하나의 가스 형태의 초기 재료를 공급함으로써 그리고 하나 이상의 섬광을 조사함으로써 표면 영역에서 하나의 층을 제조하는 것도 가능할 수 있으며, 이 경우 하나 이상의 섬광에 의해서는, 초기 재료가 층을 형성하면서 표면 영역에서 해제 반응을 할 수 있을 정도로 많은 에너지가 공급된다.
특히 바람직하게, 표면 영역은 일련의 섬광에 의해서 조사될 수 있다. 개별 섬광들 사이에서는, 한 편으로는 흡수된 초기 재료가 해제 반응을 할 수 있고, 다른 한 편으로는 또 다른 초기 재료가 하나의 아단분자층 또는 바람직하게 하나의 단분자층 내에서 이전에 흡수된 그리고 바람직하게는 해제 반응된 초기 재료상에 축적될 수 있다. 이로써, 일련의 섬광에 의해서는, 섬광마다 바람직하게 초기 재료 안에 함유된 재료의 하나의 단분자층 또는 하나 이상의 아단분자층이 표면 영역 상에 제공될 층을 위해 증착되는 상황에 도달할 수 있다. 그럼으로써, 표면 영역에 조사된 섬광의 개수를 조절함으로써, 증착될 층의 층 두께가 양호하게 제어될 수 있다.
더 나아가서는, 코팅될 표면 영역이 가스 형태의 제1 초기 재료에 노출된 다음에 하나 이상의 가스 형태의 제2 초기 재료에 노출되는 것도 가능하다. 이 목적을 위해, 가스 형태의 제2 초기 재료는 가스 형태의 제1 초기 재료 다음에 표면 영역에 공급될 수 있는데, 특히 가스 형태의 제1 초기 재료가 없는 상태에서 공급될 수 있다. 하나 이상의 제2 초기 재료를 공급함으로써는, 예를 들어 합성물 층, 예컨대 질화물층 또는 산화물층을 전자 부품의 하나 이상의 표면 영역에서 증착하는 것이 가능해질 수 있다. 이 목적을 위해, 가스 형태의 제1 초기 재료 및 가스 형태의 제2 초기 재료가 바람직하게 표면 영역에 교대로 공급됨으로써, 결과적으로 이 표면 영역은 두 가지 초기 재료에 교대로 노출된다. 사용된 초기 재료에 따라서, 섬광은 한 가지 또는 두 가지 초기 재료가 존재하는 상태에서 표면 영역에 조사될 수 있다. 따라서, 특히 본원에 기술된 방법은, 섬광 지원 방식의 원자층 증착 방법에 의해서 하나 이상의 층을 제공할 때에, 표면 영역이 하나 이상의 가스 형태의 제1 초기 재료에 노출되거나, 또는 하나 이상의 가스 형태의 제1 초기 재료에 노출된 다음에 하나 이상의 층을 위한 하나의 가스 형태의 제2 초기 재료에 노출되며, 표면 영역에서 흡수된 상기 제1 및/또는 제2 초기 재료의 분자들이 하나 이상의 섬광으로 조사됨으로써, 표면 영역에서 흡수된 분자들이 분열되는 한 방법 단계를 포함한다. 이로써, 하나 이상의 섬광은 다만 제1 초기 재료가 존재하는 경우에만 또는 제2 초기 재료가 존재하는 경우에만 표면 영역에 조사될 수 있다. 더 나아가서는, 각각의 조치 재료가 존재할 때에 각각 적어도 하나의 섬광이 코팅될 표면 영역에 조사되는 것도 가능할 수 있다.
또한, 본원에 기술된 방법에서 두 가지 이상의 초기 화합물이 사용될 수 있다는 내용도 언급될 수 있다.
초기 재료, 다시 말해 예를 들어 가스 형태의 제1 초기 재료 및/또는 가스 형태의 제2 초기 재료는 코팅될 표면 영역에 가스 흐름으로서 공급될 수 있다. 이와 같은 내용은, 초기 재료가 코팅 챔버 내에 연속하는 가스 흐름으로서 공급되고, 가스 형태의 잔류물이 코팅 챔버로부터 연속으로 제거된다는 사실을 의미할 수 있다. 그 대안으로서, 하나 이상의 섬광을 이용해서 조사하기 전에 한 가지 초기 재료를 코팅 챔버에 공급하고 그 후에 코팅될 표면 영역에 공급하며, 그 다음에 가스 유입을 중단시킴으로써, 결과적으로 하나 이상의 섬광 동안에는 초기 재료의 공급 및 방출이 전혀 이루어지지 않는 경우도 또한 가능하다.
초기 재료를 공급하는 과정과 섬광을 이용해서 조사하는 과정 사이에는 세척 단계도 실시될 수 있으며, 이 세척 단계에서는 사용되지 않은 초기 재료 및 반응 생성물이 방출된다. 본원에 기술된 방법에서는, 전술된 바와 같이, 섬광 조사 과정이 초기 재료를 공급하는 동안에 또는 공급한 후에 그리고 특히 코팅 챔버를 세척하기 위한 세척 단계 이전에 실시되지만, 예컨대 코팅 챔버를 세척하기 위한 세척 단계 동안에 또는 세척 단계 직후에는 실시되지 않는다.
교대로 공급하는 방식에 의해서, 가스 형태의 제1 초기 재료 및 하나 이상의 가스 형태의 제2 초기 재료의 공급을 시간에 따라 변동시키는 이외에, 코팅 챔버의 다양한 영역들도 제공될 수 있으며, 이 경우 적어도 제1 및 제2 초기 재료는 상호 분리된 상태로 코팅 챔버의 다양한 영역에 공급된다. 코팅될 부품은 특히 이들 다양한 영역 사이에서 이동할 수 있다. 다양한 영역들은 예를 들어 예컨대 N2와 같은 불활성 가스를 함유하는 가스 커튼(gas curtain)에 의해서 분리될 수 있다. 이때, 부품은 연속적으로 또는 불연속적으로, 다시 말해 단계적으로 다양한 영역들을 통해서 이동할 수 있다. 하나 이상의 섬광을 조사하는 과정이 제1 초기 재료의 존재하에서 이루어져야만 하는지 그리고/또는 제2 초기 재료의 존재하에서 이루어져야만 하는지에 따라서, 다양한 영역에 광원이 제공될 수 있다.
또 다른 한 실시 예에 따라, 하나 이상의 층이 구조화된 상태로 제공된다. 이와 같은 내용은 특히, 섬광-ALD에 의해서 하나 이상의 층으로 코팅되는 표면 영역이 전자 부품의 연속하는 표면의 단 하나의 부분 영역만을 형성한다는 사실을 의미할 수 있다. 따라서, 구조화된 층을 제공한 후에는, 추가의 방법 단계들 없이 부품 표면의 제1 부분이 층으로 코팅된 한편, 예를 들어 제1 영역에 이웃할 수 있는 다른 제2 영역에는 층이 없다. 코팅될 표면 영역은 특히 예를 들어 한 표면의 연속하는 영역들을 포함하지 않을 수도 있다.
하나 이상의 층을 구조화된 상태로 제공할 수 있기 위하여, 하나 이상의 섬광은 특히 코팅될 표면 영역에만 조사될 수 있는 한편, 코팅되지 않을 표면 영역들은 섬광으로 조사될 수 없다. 이 목적을 위해, 하나 이상의 섬광이 예를 들어 마스크에 의해서 전자 부품상에 조사될 수 있으며, 이 경우 마스크는 코팅될 표면 영역 위에 하나 또는 복수의 리세스(recess)를 갖는다. 이와 같은 내용은 특히, 표면 영역과 광원 사이에 마스크가 배치되어 있다는 사실을 의미할 수 있으며, 이 경우 마스크는 예를 들어 전자 부품에 대한 접촉부를 가질 수 있거나, 전자 부품으로부터 간격을 두고 배치될 수도 있다. 그에 상응하게, 가스 형태의 초기 재료는 전자 부품으로부터 볼 때 마스크 위에 그리고/또는 아래에 있을 수 있다.
예를 들어 표면 영역을 다양한 초기 재료에 차례로 노출시키기 위해, 코팅될 표면 영역이 코팅 챔버의 다양한 영역들 사이에서 이동되면, 마스크는 표면 영역과 함께 이동될 수 있다. 그 대안으로서, 마스크가 코팅 챔버의 고정 영역에 유지되는 것도 가능하다. 예를 들면, 하나 이상의 섬광이 코팅될 표면 영역에 조사되는 그러한 코팅 챔버의 영역에만 마스크가 제공되어 고정적으로 설치될 수 있다.
추가로 또는 대안적으로는, 하나 이상의 섬광이 코팅될 표면 영역에 포커싱(focussing) 되거나 코팅될 표면 영역의 한 부분 영역에 조사되는 것도 가능할 수 있다. 이 목적을 위해서는, 하나 이상의 섬광을 발생하기 위한 광원이 예를 들어 레이저를 구비하는 경우가 특히 바람직할 수 있다. 특히, 복수의 섬광을 코팅될 표면 영역의 다양한 부분 영역에 연속으로 조사함으로써, 결과적으로 표면 영역의 부분 영역들을 단분자층 또는 아단분자층으로 코팅하여 표면 영역에서 하나 이상의 층을 발생시킬 수 있는 것도 가능할 수 있다. 따라서, 예를 들어 하나 이상의 섬광을 위한 광원으로서 레이저를 사용하는 경우에는, 하나 이상의 층이 일종의 레이저 기록 공정에서 제공될 수 있다.
표면 영역에 조사되는 하나 이상의 섬광에 추가로, 코팅될 전자 부품이 그 위에 놓여 있는 가열 장치에 의해서, 코팅될 표면 영역에 열이 공급됨으로써, 결과적으로 코팅될 표면 영역이 추가로 가열될 수 있다. 예를 들면, 전자 부품의 통상적인 재료들, 예를 들어 유기 재료들이 손상되지 않는 150℃보다 작거나 같은 그리고 바람직하게는 90℃보다 작거나 같은 온도가 바람직할 수 있다. 그 대안으로서, 하나 이상의 섬광으로써 조사가 이루어지는 동안에 코팅될 전자 부품을 냉각시킴으로써, 결과적으로 코팅될 표면 영역의 가급적 얇은 영역이 하나 이상의 섬광에 의해서 가열되고, 그에 따라 코팅될 표면 영역 아래에 놓여 있는 전자 부품의 재료가 지나치게 큰 열 도입으로부터 보호될 수 있는 것도 가능할 수 있다.
또 다른 한 실시 예에 따라, 섬광-ALD 방법에 의해서 하나 이상의 층이 제공되는 표면 영역을 갖는 전자 부품은 무기 발광 다이오드(LED), 유기 발광 다이오드(OLED), 무기 광 다이오드(PD), 유기 광 다이오드(OPD), 무기 태양 전지(SC), 유기 태양 전지(OSC), 무기 트랜지스터, 특히 무기 박막 트랜지스터(TFT), 유기 트랜지스터, 특히 유기 박막 트랜지스터(OTFT), 직접 회로(IC) 또는 이들의 다수 또는 이들의 조합체 또는 전술된 부품들 중 하나 이상의 부품 또는 복수의 부품을 구비할 수 있다.
전자 부품은 또한 기판을 구비할 수 있거나 기판일 수 있다. 이때, 기판은 예를 들어 전자 소자, 특히 하나 또는 복수의 광전자 층 시퀀스를 위한 지지체 소자로서 적합할 수 있다. 예를 들어, 기판은 유리, 석영 및/또는 반도체 재료를 구비할 수 있거나 이와 같은 재료로 이루어질 수 있다. 또한, 기판은 플라스틱 박막 또는 하나 또는 복수의 플라스틱 박막을 갖는 적층물 또는 유리 및 플라스틱을 갖는 적층물을 구비할 수 있거나 이와 같은 재료로 이루어질 수 있다. 플라스틱은 예를 들어 밀도가 높고 낮은 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리스티롤(PS), 폴리에스테르, 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에테르술폰(PES) 및/또는 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN)를 구비할 수 있거나 이들 자체일 수 있다. 또한, 기판은 예를 들어 금속 박막 형태의 금속을 구비할 수 있는데, 예컨대 알루미늄 박막, 구리 박막, 특수강 박막 또는 이들의 조합체 또는 이들로 이루어진 층 스택(layer stack)을 구비할 수 있다.
전자 부품은 또한, 하나 이상의 제1 및 제2 전극을 갖는 기능적인 층 시퀀스를 구비할 수 있으며, 이들 2개의 전극 사이에는 하나 또는 복수의 무기 및/또는 유기 기능 층이 배치되어 있다. 특히, 이 기능적인 층 시퀀스는 기판상에 배치될 수 있다.
전자 부품이 광전자 부품으로서 형성되고, 예를 들어 LED, OLED, PD, OPD, SC 및/또는 OSC를 구비하거나 이들로 이루어지면, 기능적인 층 시퀀스는, 부품의 작동 중에 광을 발생하거나 검출하기에 적합한 활성 영역을 구비할 수 있다. 특히, 광 커플링(light coupling) 또는 광 디커플링(light decoupling)이 기판에 의해서 이루어져야만 하는 경우에는, 광전자 부품이 또한 투명한 기판을 구비할 수도 있다.
광전자 부품이 LED, PD, SC 및/또는 TFT를 구비하거나 이들로 이루어지면, 기능적인 층 시퀀스는 에피택시 층 시퀀스, 다시 말해 애피택셜 방식으로 성장하는 반도체 층 시퀀스를 구비할 수 있거나 그 자체로서 구현될 수 있다. 특히, 반도체 층 시퀀스는 예를 들어 InGaAlN, InGaAlP 및/또는 AlGaAs를 기본으로 하는 Ⅲ-Ⅴ-화합물 반도체 재료 및/또는 Ⅱ-Ⅵ-화합물 반도체 재료를 구비할 수 있다.
전자 부품이 유기 전자 부품으로서 구현되고, OLED, OPD, OSC 및/또는 OTFT를 구비하거나 이들로 이루어지면, 기능적인 층 시퀀스는 유기 중합체(organic polymer), 유기 저중합체(organic oligomer), 유기 단량체(organic monomer), 유기 비-중합체 소분자("small molecules") 또는 이들의 조합물을 갖는 하나 또는 복수의 유기 기능 층을 구비할 수 있다. 특히, 유기 전자 부품으로서 구현된 전자 부품이, 예를 들어 OLED의 경우에 전자 발광 층 또는 전자 발광 영역 내부로의 효과적인 정공 주입을 가능하게 하기 위해 정공 수송 층으로서 구현되어 있는 하나의 기능 층을 구비하는 경우가 바람직할 수 있다. 정공 수송 층을 위한 재료로서는 예를 들어 3차 아민, 카르바졸 유도체, 전도성 폴리아닐린 또는 폴리에틸렌디옥시티오펜이 바람직한 것으로서 입증될 수 있다. 또한, 유기 광전자 부품의 경우에는, 기능적인 층 시퀀스의 하나의 기능 층이 광을 발생하는 전자 발광 층으로서 또는 광을 검출하는 층으로서 구현되어 있는 경우도 바람직할 수 있다. 이를 위한 재료로서는, 형광 또는 인광으로 인해 광을 방출하거나 광을 전하(electric charge)로 변환시킬 수 있는 재료, 예컨대 폴리플루오렌, 폴리티오펜 또는 폴리페닐렌 또는 이들의 유도체, 화합물, 혼합물 또는 공중합체가 적합하다. 또한, 기능적인 층 시퀀스는, 전자 수송 층으로서 형성되어 있는 하나의 기능 층을 구비할 수도 있다. 더 나아가, 층 시퀀스는 또한 전자- 및/또는 정공 차단 층도 구비할 수 있다.
특히 바람직하게, 전자 부품은 OLED로서 형성될 수 있거나 OLED를 구비할 수 있다. OLED의 기본적인 구조와 관련해서는, 예를 들어 기능적인 층 시퀀스의 구조, 층 조성물 및 재료와 관련해서는 간행물 WO 2010/066245 A1호가 참조되며, 이 간행물은 특히 유기 광전자 부품의 구조, 층 조성물 및 재료와 관련하여 인용에 의해서 본 출원서에 명확하게 기재된다.
섬광-ALD 방법을 실시하는 경우에, 전자 부품은, 부품의 기능을 제공하는 자신의 기능적인 층들과 관련해서 제작될 수 있으며, 이 경우에 섬광-ALD 방법을 이용해서 제공되는 하나 이상의 층은 예를 들어 그 부품의 기능적인 층들을 위한 캡슐 배열체를 형성할 수 있거나 이 캡슐 배열체의 한 부분을 형성할 수 있다.
또한, 추가로 또는 대안적으로는, 섬광-ALD를 이용해서 전자 부품의 기능적인 부분을 제조하는 것도 가능할 수 있는데, 예를 들면 전기 공급 라인, 예컨대 이전에 이미 제조되었거나 이후에 더 제조될 전자 부품 전극의 전기 접촉을 위한 하나 또는 복수의 전기 접속부를 제조하는 것도 가능할 수 있다. 추가로 또는 대안적으로, 섬광-ALD에 의해서는 예를 들어 한 전자 부품의 한 기능적인 층 시퀀스의 하나의 전극이 제조될 수 있다. 이 경우에, 섬광-ALD 방법은 전자 부품의 기능적인 층들이 아직까지 완성되지 않은 방법 단계에서 각각 실시될 수 있다. 다른 말로 표현해서, "한 전자 부품의 하나의 표면 영역에서 하나 이상의 층을 제조하는 것"은, 섬광-ALD를 실시할 때에 이미 전자 부품이 완성되어 있을 수 있다는 것을 의미하거나, 섬광-ALD가 전자 부품을 제조하기 위한 방법 단계들 사이에서 그리고 이로써 전자 부품이 아직까지 완성되지 않은 경우에 실시될 수 있다는 것을 의미한다. 특히, 이 경우에 섬광-ALD 방법에 의해서는 전자 부품의 하나의 기능적인 층이 제조될 수 있다.
또 다른 한 실시 예에 따라, 한 전자 부품의 한 표면 영역에 있는 하나 이상의 층으로서는, 이 전자 부품의 하나의 전극을 위한 하나 이상의 전기 공급 라인이 기판상에서 형성된다. 이 목적을 위해 특히 하나의 금속 층이 섬광-ALD에 의해서 제조될 수 있으며, 이 경우에는 이 금속 층을 형성하는 동안에 하나 이상의 섬광을 조사함으로써 해제 반응할 수 있는 적합한 초기 재료가 공급된다. 통상적으로 기판상에 있는 전기 공급 라인 또는 도체 경로(conductor path)를 제조하기 위해서 사용되는 리소그래픽 공정에 비해, 본원에 기술된 섬광-ALD 방법은 간단한 제조 방식을 가능하게 한다. 공급 라인으로서 형성되어 섬광-ALD에 의해서 제공되는 층은 바람직하게 100 nm보다 크거나 같은 또는 1 ㎛보다 작거나 같은 그리고 특히 바람직하게는 수백 nm의 두께를 가질 수 있다. 특히, 이 공급 라인은 하나 또는 복수의 금속 또는 하나의 층 시퀀스 또는 이들의 조합체를 구비할 수 있거나 이들로 이루어질 수 있다.
또 다른 한 실시 예에 따라, 한 전자 부품의 한 기능적인 층 시퀀스의 하나 이상의 전극이 이 전자 부품의 표면 영역에서 섬광-ALD에 의해 하나 이상의 층으로서 형성된다. 이 목적을 위해, 예를 들어 순수한 금속, 금속 조합물, 산화물, 질화물 또는 이들의 조합물 또는 이들로 이루어진 층 시퀀스가 전극으로서 제공될 수 있다. 예를 들면, 알루미늄 및/또는 은이 비-투과성 전극 형태로 제공될 수 있다. 또한, 예를 들어 은 또는 은 혼합물, 예컨대 마그네슘을 함유하는 은이 투명한 전극으로서 제공될 수 있다. 특히 바람직하게 이 전극은 음극(cathode)을 형성할 수 있다. 전극이 예를 들어 금속 층 또는 금속 층 시퀀스로서 제공되면, 특히 하나 이상의 섬광의 조사에 의해 하나의 금속 층으로 해제 반응할 수 있는 단 한 가지의 적합한 초기 재료가 공급될 수 있다.
또한, 섬광-ALD에 의해서 제공되는 전극은 원자층 크기의 다층 구조물 및/또는 합금을 구비할 수 있다. 더 나아가, 섬광-ALD에 의해서 제공되는 전극용으로는, 재료 기울기 및/또는 도펀트를 갖는 원자층 크기의 하나의 다층 구조물도 가능할 수 있다. 여기서 "원자층 크기로"라는 표현이 의미하는 바는, 전극이 전술된 특징들을 갖는 층들, 다시 말해 예를 들어 하나의 원자층에 해당하는 두께 또는 몇몇 소수의 원자층에 해당하는 두께를 갖는, 다층 구조물 내에 있는 다양한 층들, 합금, 재료 기울기 및/또는 도펀트를 가질 수 있다는 것이다.
통상적으로, 선행 기술에서는 금속 전극들이 열적인 증발에 의해서 또는 스퍼터링(sputtering)에 의해서 제공되기 때문에, 상기와 같은 전극, 통상적으로 음극을 위한 재료 선택 및 변형 가능성에 대한 선택이 제한되어 있다. 그 원인은, 열적인 방법에서는 전극 재료가 통상적으로 고진공 상태에서 증발 또는 스퍼터링 처리되어야만 하기 때문인데, 그 이유는 예를 들어 유기 전자 부품의 경우에는, 전극이 형성되는 유기 층들이 유해한 가스 및 습기에 대해 매우 민감하게 반응하기 때문이다. 하지만, 통상적인 열적인 증착 방법에서는 소스의 높은 열 도입이 문제가 되고, 스퍼터링 공정에서는 사용된 플라즈마에 의한 그리고 그와 더불어 발생하는 재료의 높은 에너지에 의한 손상이 문제가 된다.
그와 달리, 본원에 기술된 섬광-ALD 방법에 의해서는, 예를 들어 열적인 진공 증착 방법에 비해 적은 열 부하가 나타나며, 이로써 순수한 금속, 금속 조합물, 산화물 및 질화물 형태의 더 큰 재료 선택 및 변형 가능성이 가능해진다. 또한, 전술된 새로운 형태의 구조물들은 전극 층 구조물, 재료 기울기, 합금 및/또는 도펀트와 관련해서도 가능할 수 있다. 그럼으로써, 통상적인 열적인 증착 방법 또는 스퍼터링 방법에 의해서 가능한 것보다 더 조밀하면서도 주입 최적화된 전극, 예를 들어 음극 및 더 투명한 전극을 제조하는 것이 가능할 수 있다.
특히 유기 전자 부품의 제조와 관련해서는, 섬광-ALD를 이용하여 전극 재료를 유기 재료상에 직접 제공하는 것도 또한 가능할 수 있는데, 그 이유는 섬광-ALD 방법이 제공될 재료에 따라서는 단 한 가지의 초기 재료에 의해 그리고 특히 예를 들어 통상의 ALD 방법에서 필요한 또 다른 초기 재료들, 예컨대 적어도 최상부 유기 재료를 손상시킬 수 있는 오존 또는 물 없이 실시될 수 있기 때문이다. 예를 들어 유기 층상에 음극을 증착하기 위한 통상의 스퍼터링 공정과 같은 스퍼터링 공정에 비해, 섬광-ALD 방법은 유기 재료상에서 증착이 이루어질 때 플라즈마 손상을 전혀 야기하지 않는다.
또 다른 한 실시 예에 따라, 전극 형태의 하나 이상의 층을 하나의 기능적인 층 시퀀스 상에, 특히 기능적인 유기 층 시퀀스 상에 제공하기 전에, 섬광-ALD 방법을 이용해서 중간층이 제공되며, 이 중간층은 기능적인 층 시퀀스를 전극용 초기 재료로부터 그리고 바람직하지 않은 광 도입 및/또는 열 도입으로부터 보호해준다.
한 바람직한 실시 예에 따라, 전자 부품은 하나의 기능적인 층 시퀀스를 구비하고, 하나 이상의 층이 섬광-ALD에 의해 상기 기능적인 층 시퀀스 상에 캡슐 배열체로서 제공된다. 예를 들어, 기능적인 층 시퀀스는 하나 이상의 광 방출 층 또는 광 검출 층을 구비할 수 있다. 이 경우에, 기능적인 층 시퀀스는 특히 바람직하게 유기 발광 다이오드를 형성할 수 있고, 전술된 바와 같이 하나의 기판상에 제공될 수 있다.
또 다른 한 실시 예에 따라, 캡슐 배열체로서 형성된 하나 이상의 층은 오로지 기능적인 층 시퀀스 상에만 제공된다. 그럼으로써, 다만 습기에 민감한 전자 부품의 활성 영역만이 하나 이상의 층으로 코팅되는 한편, 예를 들어 기능적인 층 시퀀스가 제공되어 있지 않은 접촉부 및 기판의 다른 영역들은 하나 이상의 층이 없는 상태로 계속 유지된다는 장점에 도달할 수 있다.
또 다른 한 실시 예에 따라, 섬광-ALD에 의해서 전자 부품의 하나 이상의 표면 영역에 제공되는 하나 이상의 층은 2개 이상의 상이한 층, 다시 말해 특히 상이한 재료를 갖고 캡슐 배열체로서 제공되는 2개 이상의 층을 구비한다. 특히, 이 하나 이상의 층은 상이한 재료들이 교대로 제공되는 층을 갖는 하나의 층 시퀀스를 구비할 수 있다.
따라서, 캡슐 배열체로서 제공될 층은, 섬광-ALD를 이용해서 박막 캡슐을 제조하기 위한 하나의 배리어 층으로서 또는 복수의 배리어 층을 갖는 층 시퀀스로서 제공될 수 있다. 이 하나 이상의 층 또는 이 복수의 층들은 캡슐 배열체의 형태로 예를 들어 각각 하나의 원자층과 수백 nm 사이의 두께, 바람직하게는 10 nm 내지 100 nm의 두께 그리고 특히 바람직하게는 50 nm 내지 60 nm의 두께를 가질 수 있으며, 이 경우에는 지시 영역들의 경계들도 포함되어 있다.
특히 '박막 캡슐'이란, 대기 물질에 대한, 특히 습기, 산소에 대한 그리고/또는 예컨대 부식성 가스와 같은 또 다른 유해 물질, 예를 들어 황화수소에 대한 배리어를 형성하기에 적합한 장치로 이해된다. 박막 캡슐의 층들을 위해 적합한 재료들은 예를 들어 산화알루미늄, 산화브롬, 황화카드뮴, 산화하프늄, 산화탄탈륨, 산화티타늄, 산화플라티늄, 산화규소, 산화바나듐, 산화주석, 산화아연, 산화지르코늄이다. 섬광-ALD에 의해서 제공되는 캡슐 배열체는 예를 들어 상이한 재료로 이루어진 2개 이상의 층을 구비할 수 있다. 특히, 캡슐 배열체는 또한 상이한 재료로 이루어진 적어도 3개 또는 그 이상의 층을 구비할 수도 있다. 또한, 이 캡슐 배열체는 각각 상이한 재료로 이루어진 적어도 2개, 3개 또는 그 이상의 층이 위·아래로 배치된 복수의 층을 구비할 수도 있다.
또 다른 한 실시 예에 따라, 가스 형태의 제1 초기 재료는 금속 화합물, 예를 들어 금속-할로겐-화합물 또는 금속 유기 화합물이다. 예를 들어, 이 가스 형태의 제1 초기 재료는 다음과 같은 재료들 중 하나를 구비할 수 있거나 이와 같은 재료로 이루어질 수 있다; 트리메틸알루미늄(TMA), 트리메틸인듐(TMIn), 트리메틸갈륨(TMGa), 트리메틸아연(TMZn), 트리메틸주석(TMSn) 및 에틸을 함유하는 이들의 유도체 그리고 디에틸텔루르(DETe), 디에틸아연(DEZn) 및 테트라브롬메탄(CBr4), BBr3, Cd(CH3)2, Hf[N(Me2)]4, Pd(hfac)2, Pd(hfac)2, MeCpPtMe3, MeCpPtMe3, Si(NCO)4, SiCl4, 테트라키스(디메틸아미노)주석, C12H26N2Sn, TaCl5, Ta[N(CH3)2]5, TiCl4, Ti[OCH(CH3)]4, TiCl4, Zn(CH2CH3)2, (Zr(N(CH3)2)4)2.
산화물, 질화물 또는 황화물을 형성하기 위해, 가스 형태의 제2 초기 재료가 제공될 수 있으며, 이 제2 초기 재료는 다음과 같은 재료들 중 하나 또는 복수를 구비하거나 이와 같은 재료로 이루어진다: H2O, H2O2, H2, O2, H2S, NH3 그리고 유기 화합물 및 분자들.
섬광-ALD를 이용해서 하나 이상의 층을 구조화된 상태로 제공하는 방식에 의해서는, 가로 방향으로 나란히 배치된 2개 이상의 상이한 영역을 갖는 캡슐 배열체가 형성되는 것도 가능할 수 있다. 특히, 이 목적을 위해서는 예를 들어 상이한 광학적인 특성들을 갖는 상이한 재료들이 하나의 층 평면에 제공될 수 있다. 또한, 예를 들어 캡슐 배열체의 하나의 제1 층을 구조화된 상태로 하나의 제1 표면 영역에 제공하는 것도 가능할 수 있는 한편, 그 위에 있는 더 큰 제2 표면 영역에는 상기 제1 층을 덮는 또 다른 층이 섬광-ALD에 의해서 제공된다. 가로 방향으로 나란히 배치될 수 있는 상이한 재료들을 사용함으로써, 예를 들어 발광 부품, 특히 OLED의 기능적인 층 시퀀스 위에 있을 수 있는 구조물들이 섬광-ALD에 의해서 제공된 하나 이상의 층 내부로 삽입될 수 있다. 상이한 재료를 사용함으로써는, 예를 들어 섬광-ALD에 의해 제공되는 하나 이상의 층으로서의 투명한 캡슐 배열체의 경우에는 광 디커플링이 영향을 받을 수 있으며, 결과적으로 예를 들어 투명한 OLED의 경우에는, 조명 면에 있는 글자 또는 픽토그램(pictogram)과 같은 이미지가 변형될 수 있다.
또 다른 한 실시 예에 따라, 코팅될 표면 영역, 특히 기능적인 층 시퀀스와 섬광-ALD에 의해서 제공될 층, 특히 캡슐 배열체 사이에는 버퍼 층이 제공된다. 다른 말로 표현하자면, 섬광-ALD 방법을 실시하기 전에 버퍼 층이 제공된다. 그 다음에 이어서, 섬광-ALD에 의해서 제공될 층이 특히 바람직하게 직접 제공되거나 버퍼 층과 직접 접촉된 상태로 제공될 수 있다.
버퍼 층은 예를 들어 코팅될 표면 영역을 화학적인 그리고/또는 열적인 작용으로부터 보호하기 위한 보호층을 형성할 수 있다. 섬광-ALD에 의해서 코팅될 표면 영역이 예를 들어 하나의 기능적인 층 시퀀스, 특히 기능적인 유기 층 시퀀스를 2개의 전극 사이에 구비하면, 기능적인 층 시퀀스의 전극들 중 하나가 이 기능적인 층 시퀀스의 상부 면을 형성할 수 있다. 상부 전극으로서도 명명될 수 있는 이 전극 상에 하나의 층이 섬광-ALD 방법에 의해서 직접, 다시 말해 버퍼 층 없이 제공되면, 이 방법은, 상부 면을 형성하는 전극의 열 전도성이 높은 경우에는, 섬광-조사시에 이 상부 면을 형성하는 전극 아래에 있는 층 내부로 바람직하지 않게 높은 열 도입을 야기할 수 있다. 그와 달리 버퍼 층은 적어도 소정의 정도까지는 열적인 절연을 가능하게 할 수 있으며, 이와 같은 열적인 절연에 의해서는 상부 전극 아래에 배치된 층 내부로의 열 도입이 줄어들 수 있고, 이와 같은 열적인 절연에 의해서는 상부 전극 아래에 놓여 있는 층들이 지나치게 큰 열 부하로부터 보호될 수 있다.
버퍼 층은 산화물, 질화물 또는 산질화물(oxinitride)을 구비할 수 있거나 이와 같은 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어 이와 같은 산화물, 질화물 또는 산질화물은 알루미늄, 규소, 주석, 아연, 티타늄, 지르코늄, 탄탈륨, 니오븀 또는 하프늄을 포함할 수 있다. 특히 바람직하게, 버퍼 층은 예컨대 Si2N3와 같은 질화규소(SixNy) 및/또는 예컨대 SiO2와 같은 산화규소(SiOx)를 구비할 수 있다. 더 나아가, 버퍼 층은 또한 복수의 층들을 구비할 수도 있는데, 예를 들면 바람직하게 교대로 위·아래로 적층 되는 적어도 하나 또는 복수의 질화규소 층(들) 및 하나 또는 복수의 산화규소 층(들)을 구비할 수도 있다.
버퍼 층을 제조하기 위해, 예를 들어 플라즈마 지원되는 화학 기상 증착("plasma-enhanced chemical vapor deposition", PECVD)이 이루어질 수 있다. 또한, 예를 들어 진공 증착과 같은 다른 제공 방법들도 가능하다. 버퍼 층은 10 nm보다 크거나 같은, 바람직하게는 수십 nm보다 크거나 같은, 특히 80 nm보다 크거나 같은 두께를 가질 수 있다.
또한, 버퍼 층은 100 nm보다 작거나 같은 그리고 바람직하게는 400 nm보다 작거나 같은 두께를 가질 수도 있다. 발광 부품, 예를 들어 광이 섬광-ALD에 의해 제조된 층에 의해서 그리고 그와 더불어 또한 버퍼 층에 의해서도 디커플링 되는 유기 발광 다이오드가 전자 부품으로서 사용되면, 효율적인 광 디커플링 측면에서 80 nm보다 크거나 같은 그리고 100 nm보다 작거나 같은 범위 안에 있는, 특히 바람직하게는 80 nm보다 크거나 같은 그리고 90 nm보다 작거나 같은 범위 안에 있는 두께가 특히 바람직할 수 있다.
본원에 기술된, 섬광 지원되는 원자층 증착 방법에 의해서는, 종래의 가열 열을 이용한 재료 증착 때문이 아니라 전술된 광 작용을 이용한 재료 증착 때문에, 종래의 원자층 증착 방법에서 높은 온도를 필요로 하는 재료들을 사용하는 것이 가능할 수 있다. 본원에 기술된 방법에서는, 이들 재료가 낮은 온도에서 그리고 그와 더불어 바람직하게는 코팅될 전자 부품에 부정적인 영향을 미치지 않으면서 제공될 수 있다. 이와 같은 새롭게 선택될 수 있는 재료들은 한 편으로는 캡슐 배열체로서 형성되었고 섬광-ALD에 의해서 제공된 하나 이상의 층의 배리어 작용이 개선될 수 있으며, 다른 한 편으로는 예를 들어 특히 투명한 전자 부품들을 위한 투명도(transparency) 및 명도와 같은 광학적인 특성들도 개선될 수 있다.
자체 제한적인 공정에 의해서는, 층 두께 및 균일성의 탁월한 제어가 제공된다. 일련의 섬광에 의해서는, 이전에 이미 제공된 재료가, 또 다른 재료의 증착 동안에 이미, 전자 부품에 대한 적은 열 작용에 의해서 템퍼링 될 수 있거나 어닐링 공정에 노출될 수 있다. 그럼으로써, 고순도의 얇은 층의 제공이 가능하다. 제공될 재료에 따라서는 다만 한 가지 가스 형태의 초기 재료만 필요할 수도 있기 때문에, 종래 ALD-방법의 단순화가 나타날 수 있다. 특히, 단 한 가지 초기 재료를 사용하는 경우에는, 예를 들어 코팅될 표면 영역과의 바람직하지 않은 반응이 피해질 수 있다. 특히, 본원에 기술된 섬광-ALD 방법을 이용하여 금속 층을 예를 들어 전기 공급 라인으로서 제공하는 것도 가능할 수 있다.
본원에 기술된 섬광 지원되는 원자층 증착 방법은 특히, 넓은 면적에 걸쳐서 제공된 층을 제거하기 위한 복잡한 공정 단계들을 실시할 필요 없이, 마스킹을 사용해서 구조화된 증착에 도달하는 것도 가능하게 한다.
본 발명의 또 다른 장점들, 바람직한 실시 예들 및 개선 예들은 도면과 연계하여 이하에서 기술되는 실시 예들로부터 드러난다. 도면에 대한 설명:
도 1은 전자 부품의 표면 영역에서 하나 이상의 층을 제조하기 위한 방법을 실시하기 위한, 한 실시 예에 따른 코팅 챔버의 개략도이고,
도 2는 또 다른 한 실시 예에 따른 코팅 챔버의 개략도이며,
도 3은 또 다른 한 실시 예에 따른 코팅 챔버의 개략도이고,
도 4는 전자 부품의 표면 영역에서 하나 이상의 층을 제조하기 위한 방법을 이용하여 코팅된, 또 다른 한 실시 예에 따른 전자 부품을 도시한 개략도이며, 그리고
도 5 내지 도 8은 전자 부품의 표면 영역에서 하나 이상의 층을 제조하기 위한 방법을 이용하여 코팅된, 또 다른 실시 예들에 따른 전자 부품을 도시한 개략도이다.
각각의 실시 예들 및 도면들에서 동일한, 동일한 형태의 또는 동일한 작용을 하는 소자들에는 각각 동일한 도면 부호가 제공될 수 있다. 도면에 도시된 소자들 및 이 소자들 상호 간의 크기 비율은 정확한 척도로서 간주 될 수 없으며, 오히려 개별 소자들, 예컨대 층들, 부품들, 구성 요소들 및 영역들은 도면에 대한 개관을 용이하게 할 목적으로 그리고/또는 본 발명에 따른 이해를 도울 목적으로 과도하게 크게 도시될 수 있다.
도 1과 연계해서는, 전자 부품(100)의 표면 영역(2)에서 하나 이상의 층(1)을 제조하기 위한 방법에 대한 한 실시 예가 기술된다. 이 목적을 위해, 도 1에는 코팅 챔버(10)가 도시되어 있으며, 이 코팅 챔버에 의해서는 섬광-ALD 방법 형태의 방법이 실시될 수 있다.
섬광-ALD 방법의 제1 방법 단계에서는, 코팅 챔버(10) 내에서 코팅될 표면 영역(2)이 형성된다. 이 목적을 위하여, 예를 들어 도 4 내지 도 7의 실시 예들과 연계해서 기술되는 바와 같이 구현될 수 있고, 또한 이를 위해 전술된 일반적인 부분에서 기술된 바와 같은 대안적인 또는 추가의 특징들을 가질 수 있는 코팅될 전자 부품(100)이 코팅 챔버(10) 내에서 지지체(13) 상에 배치된다. 가스 유입구(11)를 통해 코팅 챔버(10)에 가스 형태의 제1 초기 재료(21)가 공급될 수 있으며, 이 가스 형태의 제1 초기 재료는 기체 상태에서, 제공될 층(1)의 재료를 예를 들어 금속 유기 분자와 같은 화학적 화합물의 형태로 함유한다. 가스 배출구(12)를 통해서는, 이 방법에서 생성되는 폐가스, 예를 들어 가스 형태의 반응 생성물을 함유하는 폐가스가 코팅 챔버(10)로부터 재차 방출될 수 있다. 특히, 도 1과 연계해서 기술된 방법은, 가스 형태의 제1 초기 재료(21)의 연속적인 가스 흐름에 의해서 실행될 수 있다.
가스 유입구(11)를 통해서 공급된 가스 형태의 제1 초기 재료(21)는 흡수 작용에 의해, 코팅 챔버(10) 내부에 있는 표면에 축적될 수 있는데, 특히 전자 부품(100)의 코팅될 표면 영역(2)에도 축적될 수 있다. 코팅 챔버(10) 외부에는 광원(14)이 배치되어 있으며, 이 광원은 윈도우(15), 예컨대 석영 유리 윈도우를 통해서 광을 코팅 챔버(10) 내부로 그리고 코팅될 전자 부품(100)의 방향으로 조사할 수 있다. 도면에 도시된 실시 예에서, 광원(14)은 복수의 가스 방전 램프(141)를 구비하고, 하나 이상의 섬광을 표면 영역(2)에 조사할 수 있으며, 이때 상기 가스 방전 램프의 광은 반사기(142)를 통해 코팅될 표면 영역(2)으로 지향된다. 일반적인 부분에서 기술된 바와 같이, 이와 같은 상황에 의해서는 코팅될 표면 영역(2)의 가열이 이루어질 수 있고, 이로 인해 표면 영역(2)에서 흡수된 초기 재료(21)의 분자들이 분해될 수 있음으로써, 결과적으로 초기 재료(21) 내에 함유되어 있고 층(1)을 위해 제공된 재료는 코팅될 표면 영역(2)에 축적되어 그곳에서 화합물을 생성할 수 있다. 하나 이상의 섬광의 지속 시간 및 하나 이상의 섬광의 에너지 밀도는 각각 앞에 있는 일반적인 부분에서 언급된 값을 가질 수 있으며, 초기 재료(21) 내에 함유되어 있고 층(1)을 위해 제공된 재료의 가급적 완전한 층이 코팅될 표면 영역(2)에 축적될 수 있도록 선택된다. 통상적으로, 하나의 섬광은 수 밀리초의, 특히 약 1 내지 2 ms의 지속 시간 및 수 J/cm2의, 특히 10 J/cm2보다 크거나 같은 에너지 밀도를 가질 수 있다.
앞에 있는 일반적인 부분에서 기술된 바와 같이, 섬광당 하나 이상의 아단분자층이 그리고 바람직하게는 초기 재료(21) 내에 함유된 원하는 재료의 하나의 단분자층이 제공될 수 있다. 바람직하게는, 일련의 복수의 섬광이 코팅될 표면 영역(2)에 조사되며, 이 경우에는 제조된 층(1)의 두께가 섬광의 개수에 의해서 용이하게 조정될 수 있다.
예를 들면, 제1 초기 재료(21)가 트리메틸알루미늄일 수 있음으로써, 결과적으로 섬광 작용에 의해서는 알루미늄이 층(1)으로서 전자 부품(100)의 표면 영역(2)에 축적될 수 있다. 그 대안으로서, 앞에 있는 일반적인 부분에 기술된 다른 초기 재료도 사용될 수 있다.
도면에 도시된 실시 예에서, 하나 이상의 층(1)에 제공되는 표면 영역(2)은 오로지 예를 들어 상호 분리된, 연속하지 않는 부분 영역들만을 구비한다. 점 영역으로 표시된 하나 이상의 층(1)을 상기와 같이 구조화된 상태로 제공하기 위하여, 광원(14)의 하나 이상의 섬광이 마스크(16)를 통해 코팅될 표면 영역(2)에 조사되며, 도면에 도시된 실시 예에서 마스크는 표면 영역(2)에 대하여 간격을 두고 배치되어 있다. 그 대안으로서, 마스크는 도 2의 아래에 도시되어 있는 바와 같이 코팅될 표면 영역(2) 상에 직접 배치될 수 있다.
가스 흐름 내에서 이루어지는 전술된 방법의 대안으로서, 섬광을 조사하기 전에 가스 형태의 제1 초기 재료(21)를 코팅 챔버(10)에 공급하고, 그 다음에 가스 유입구(11) 및 가스 배출구(12)를 폐쇄하며, 폐쇄된 가스 용적 내에 있는 섬광을 코팅될 표면(2)에 조사하는 것도 가능할 수 있다.
또한, 예를 들어 산화물층 또는 질화물층을 제조하기 위하여, 가스 형태의 제1 초기 재료(21) 및 가스 형태의 제2 초기 재료를 교대로 코팅 챔버(10) 내부로 안내하는 것도 가능할 수 있다. 이 목적을 위해, 제1 초기 재료는 예를 들어 앞에 있는 일반적인 부분에서 기술된 바와 같이 금속 수소화물 또는 금속 유기 화합물을 구비할 수 있는 한편, 가스 형태의 제2 초기 재료로서는 예를 들어 물 또는 암모니아가 공급될 수 있다. 다양한 초기 재료들 사이에는 코팅 챔버(10)의 세척을 위해 세척 가스, 예를 들어 Ar과 같은 희가스 또는 N2와 같은 다른 불활성 가스가 공급될 수 있다. 초기 재료들 및 이들 초기 재료의 반응도에 따라, 섬광은 단지 표면 영역(2)에 제1 초기 재료가 존재하는 경우에만, 제2 초기 재료가 존재하는 경우에만 또는 각각의 초기 재료가 존재하는 경우에만 조사될 수 있다. 예를 들어, 제1 초기 재료는 섬광에 의해서 분해될 수 있는 한편, 제2 초기 재료는 섬광 없이, 표면 영역(2)에 축적된 제1 초기 재료의 재료와 해제 반응할 수 있다.
일반적인 부분에 기술되어 있는 바와 같이, 섬광의 조사에 의해서는 바람직하게 가급적 단지 표면 영역(2)만 가열되고, 이 표면 영역 아래에 놓인 전자 부품(100)의 층들 또는 재료들은 가열되지 않는다. 필요하다면, 전자 부품(100) 및 이와 더불어 코팅될 표면 영역(2)에도 예를 들어 지지체(13)를 통해 가열 장치에 의해서 추가의 열 에너지가 공급될 수 있다. 예를 들어 전자 부품(100)은 150℃보다 작거나 같은 그리고 바람직하게는 90℃보다 작거나 같은 온도로 가열될 수 있는 한편, 표면 영역(2)은 섬광 조사에 의해 훨씬 더 높은 온도로 가열될 수 있다. 이로써, 전자 부품(100)을 손상시키지 않으면서, 이 전자 부품(100)의 온도보다 높은 온도를 필요로 하는 초기 재료들이 제공될 수 있다. 그 대안으로서, 섬광 조사에 의한 전자 부품(100)의 지나치게 높은 가열을 피하기 위해, 하나 이상의 섬광이 조사되는 동안에, 예를 들어 지지체(13) 내에 있는 냉각 장치를 이용해서 전자 부품(100)을 능동적으로 냉각시키는 것도 가능할 수 있다.
도 1에 도시되어 있는, 가스 방전 램프(141)를 구비하는 광원(14) 대신에, 예를 들어 하나 또는 복수의 레이저, 특히 레이저 다이오드, 발광 다이오드 및/또는 할로겐 램프를 구비하는 광원도 사용될 수 있다. 특히 레이저를 이용해서 또는 포커싱 된 할로겐 램프 등(lamp light) 혹은 가스 방전 램프 등을 이용해서도, 섬광-ALD에 의해서 제공될 층(1)을 구조화된 상태로 또한 마스크(16) 없이 제공하는 것도 가능할 수 있다.
도 2에는, 코팅 챔버(10)에 대한 또 다른 한 실시 예가 단면도로 도시되어 있으며, 이 경우에는 도 1에 도시된 실시 예에 비해 가스 형태의 제1 초기 재료(21)가 코팅될 전자 부품(100) 위에서 공급되는 한편, 그에 이웃하는 또 다른 가스 유입구(11')를 통해서는 가스(23), 예를 들어 N2가 가스 커튼의 형태로 공급된다. 그럼으로써, 코팅 챔버(10)의 다양한 영역들을 가스 분배의 관점에서 분리시키는 것이 가능할 수 있게 되며, 그 결과 도면에 도시된 영역에 이웃하는 코팅 챔버(10)의 영역에서는 예를 들어 가스 형태의 제2 초기 재료가 공급될 수 있고, 다양한 초기 재료들이 가스 커튼에 의해서 상호 분리된다. 코팅될 표면 영역(2)을 갖는 전자 부품(100)은 다양한 영역들 사이에서 이리저리 이동할 수 있으며, 이로써 다양한 초기 재료들을 코팅 챔버(10)의 동일 영역에 시간상 연속으로 공급할 필요가 없어진다.
본 실시 예에서, 마스크(16)는 예를 들어 코팅될 표면 영역(2)과 함께 그리고 이로써 코팅될 전자 부품(100)과 함께 이동될 수 있다. 그 대안으로서, 마스크(16)는 또한 코팅 챔버(10)의 도시된 영역에 고정적으로 설치될 수도 있으며, 전자 부품(100)은 마스크(16) 없이 다양한 영역들 사이에서 이리저리 이동할 수 있다. 이와 같은 경우에, 전자 부품(100)의 이동은 연속적으로 이루어지거나 불연속적인 여러 단계로 이루어지는, 다시 말해 스톱-앤-고(stop-and-go) 형태로 이루어지는 이동일 수 있다. 특히, 마스크(16)는 예를 들어 다만, 섬광(들)이 코팅될 표면 영역(2)에 조사되는 코팅 챔버(10)의 바로 그 영역(들)에만 존재할 수 있거나 이 영역(들)으로 함께 안내될 수 있다.
도 3에는, 선행하는 두 가지 실시 예에 비해 소위 롤-투-롤(roll-to-roll) 방법을 가능하게 하는 코팅 챔버(10)에 대한 또 다른 한 실시 예가 도시되어 있다. 본 실시 예에서는, 코팅될 전자 부품(100)이 롤 모양의 지지체(13) 상에 지지 되어 있으며, 이 지지체는 원형 화살표에 의해 지시된 바와 같이 회전될 수 있다. 가스 유입구(11)를 통해서는, 코팅 챔버(10)의 상부 및 하부 영역에서 가스 형태의 제1 및 제2 초기 재료(21, 22)가 공급될 수 있다. 이들 영역 사이에는 또 다른 가스 유입구(11')가 제공되어 있으며, 이들 가스 유입구를 통해서는 가스(23), 예를 들어 이전의 실시 예에서와 마찬가지로 다양한 초기 재료(21, 22) 사이에서 가스 커튼을 형성하는 N2가 공급될 수 있다. 코팅 챔버(10) 내부에서의 가스 흐름은 파선에 의해 지시되어 있다.
제1 초기 재료(21)로서는, 예를 들어 금속 유기 화합물, 예컨대 트리메틸알루미늄 또는 앞에 있는 일반적인 부분에서 언급된, 전자 부품(100) 상에 축적될 수 있는 다른 금속이 공급될 수 있다. 상부 영역에 배치된 광원(14)에 의해서는, 윈도우(15)를 통해 섬광이 전자 부품(100)에 조사될 수 있음으로써, 결과적으로 바람직하게는 섬광당 금속의 한 단분자층이 코팅될 표면(2)에서 형성될 수 있다. 지지체(13)의 회전 운동에 의해서는, 흡수된 금속이 제공된 표면 영역(2)이 코팅 챔버(10)의 하부 영역으로 이동할 수 있으며, 이 하부 영역에서는 제2 초기 재료(22)로서 예를 들어 물이 공급되고, 축적된 알루미늄이 이 물과 반응하여 산화알루미늄을 형성할 수 있다. 코팅될 전자 부품(100)의 이동은 연속적으로 또는 단계적으로 이루어질 수 있다. 필요하다면, 사용된 제2 초기 재료(2)에 따라, 코팅 챔버(10)의 하부 영역에도, 점으로 표시된 바와 같은, 섬광을 조사하기 위한 광원이 존재할 수 있다. 추가로, 또 다른 가스 유입구를 통해서는 필요에 따라 또 다른 초기 재료들이 공급될 수 있다.
섬광-ALD에 의해서 제공되는 층을 구조화된 형태로 형성하는 것이 바람직하다면, 하나 또는 복수의 마스크가 코팅 챔버(10) 내에 제공될 수 있으며, 이들 마스크는 전자 부품(100)과 함께 이동할 수 있거나, 코팅 챔버의 상부 영역 또는 하부 영역에 고정적으로 배치될 수 있다.
이하에서 기술되는 전자 부품들은 앞에서 이미 기술된 방법에 의해서, 즉 섬광-ALD 방법에 의해서 하나 이상의 층(1)으로 코팅될 수 있다.
도 4에는, 유기 발광 다이오드(OLED)로서 형성된 전자 부품(101)의 캡슐 배열체(45)를 형성하는 층(1)을 구비하는 전자 부품(101)이 도시되어 있다. 도 4와 연계해서 그리고 이하의 도면들과 연계해서 기술되는 OLED의 대안으로서, 전자 부품은 또한 예를 들어 유기 LED로서, 유기 또는 무기 광 다이오드로서, 유기 또는 무기 트랜지스터로서, 예를 들어 유기 또는 무기 박막 트랜지스터로서, 또는 앞에 있는 일반적인 부분에서 기술된 다른 전자 부품으로서 구현될 수 있다.
도 4에 도시된 전자 부품(101)은 기판(40)을 구비하며, 이 기판은 예를 들어 유리판 또는 유리 박막일 수 있다. 기판상에는, 전극(42, 44)을 갖는 기능적인 층 시퀀스(41)가 배치되어 있으며, 이들 전극 사이에는 하나 이상의 유기 발광 층을 갖는 기능적인 유기 층 시퀀스(43)가 있다. 전자 부품(101)으로서는, 예를 들어 기판(40)을 통해 광을 방출하는 소위 바텀-이미터-OLED(bottom-emitter-OLED)가 사용될 수 있다. 그 대안으로서, 캡슐 배열체(45)를 통해서 광을 방출하는 소위 탑-이미터-OLED(top-emitter-OLED), 또는 기판(40)을 통해서 뿐만 아니라 기판(40)에 마주한 방향으로 캡슐 배열체(45)를 통해서도 광을 방출하는 투명한 OLED도 사용될 수 있다.
기능적인 층 시퀀스(41)의 층 구조 및 재료와 관련된 OLED의 구조는 당업자에게 공지되어 있기 때문에 본원에서는 더 이상 기술하지 않을 것이다.
기능적인 층 시퀀스(41) 상에서는, 전술된 섬광-ALD 방법에 의해서 하나 이상의 층(1)이 캡슐 배열체(45)로서 제공된다. 이 목적을 위해, 기능적인 층 시퀀스(41)는 표면 영역(2)을 형성하고, 이 표면 영역 상에는 하나 이상의 층(1)이 캡슐 배열체(45)의 형태로 섬광-ALD 방법에 의해서 제공된다. 특히, 이 하나 이상의 층(1)은 오로지 기능적인 층 시퀀스(41) 상에만 제공되는 한편, 기능적인 층 시퀀스(41)가 없는 기판(40)의 영역들에는 또한 캡슐 배열체(45)도 없다. 따라서, 본 실시 예에 도시된 전자 부품(101)에는 다만 습기에 민감한 기능적인 층 시퀀스(41) 형태의 활성 영역만 코팅되는 한편, 예를 들어 접촉부 및 공급 라인에는 캡슐 배열체(45)가 없다.
캡슐 배열체(45)는 특히 앞에 있는 일반적인 부분에서 기술된 바와 같이 박막 캡슐로서 구현되어 있다. 이 목적을 위해, 하나 이상의 층(1)으로서는, 앞에서 이미 기술된 섬광-ALD 방법에 의해 복수의 층, 예를 들어 2개 이상의 상이한 층이 교대되는 하나의 시퀀스가 제공된다. 이 캡슐 배열체(45)의 층들은 각각 바람직하게 50 내지 60 nm의 두께를 가지며, 이 경우에는 경계들도 함께 포함되어 있다. 이때, 하나 이상의 층(1)의 상이한 층들은, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 상이한 초기 재료들을 하나의 코팅 챔버 내부에 연속으로 상응하게 공급함으로써 제조될 수 있다. 대안적으로는, 도 2 및 도 3과 연계해서 기술된 바와 같이, 하나의 코팅 챔버 내부에서 코팅 챔버의 상이한 영역에 상이한 초기 재료들을 공급하는 것 그리고 전기 부품(101)을 이들 영역 사이에서 원하는 층 구조에 상응하게 이리저리 이동시키는 것도 가능할 수 있다.
도 5에는, 도 4의 실시 예에 비해 기능적인 층 시퀀스(41)와 캡슐 배열체(45)로서 형성되었고, 섬광-ALD에 의해서 제공된 하나 이상의 층(1) 사이에 버퍼 층(46)이 배치되어 있는 또 다른 실시 예가 도시되어 있다. 캡슐 배열체(45)는 버퍼 층(46) 상에 특히 직접 제공되며, 이 경우 버퍼 층(46)은 예를 들어, 캡슐 배열체(45)를 제조하기 위한 섬광-ALD 방법 동안에 기능적인 층 시퀀스(41) 내부로의 지나치게 큰 열 도입을 방지하는 열 절연 층으로서 이용될 수 있다. 따라서, 본 실시 예에서 버퍼 층(46)은, 하나 이상의 층(1)이 캡슐 배열체(45)의 형태로 섬광-ALD에 의해서 제공되는 표면 영역(2)을 형성하게 된다.
도시된 실시 예에서 PECVD에 의해 제공되는 버퍼 층(46)은 산화물, 질화물 또는 산질화물을 구비할 수 있거나 이들로 이루어질 수 있는데, 특히 알루미늄, 규소, 주석, 아연, 티타늄, 지르코늄, 탄탈륨, 니오븀 또는 하프늄을 함유하는 산화물, 질화물 또는 산질화물을 포함할 수 있다. 특히 바람직하게, 버퍼 층(46)은 질화규소 및/또는 산화규소를 구비할 수 있는데, 예를 들면 개별 층의 형태로 제공될 수 있거나, 적어도 하나 또는 복수의 질화규소층 및 하나 또는 복수의 산화규소 층이 교대로 적층 배치된 층 시퀀스로서 제공될 수 있다. 버퍼 층(46)은 수십 nm 내지 수백 nm의 범위 안에 있는 두께를 갖되, 바텀-이미터-OLED가 전자 부품(102)으로서 제공된 경우에는 바람직하게 약 400 nm의 범위 안에 있는 두께를 갖고, 탑-이미터-OLED 또는 투명한 OLED가 전자 부품(102)으로서 제공된 경우에는 80 nm보다 크거나 같은 그리고 90 nm보다 작거나 같은 범위 안에 있는 두께를 갖는다.
도 6에는, 캡슐 배열체(45)로서 형성되었고 섬광-ALD에 의해 제공되는 층(1)을 구비하는 전자 부품(103)에 대한 또 다른 한 실시 예가 단면도로 도시되어 있으며, 이 경우 상기 층은 가로 방향으로 나란히 배치된 2개의 상이한 영역(3, 4)을 갖는다. 이들 상이한 영역(3, 4)은, 상이한 광학적 특성들을 가짐으로써 전자 부품(103)으로부터의 구조화된 광 디커플링을 가능하게 하는, 상이한 재료들을 갖는다. 그에 의해 전자 부품(103)의 조명 면에서 얻어지는 구조물에 의해서는, 예를 들어 투명한 OLED로서 형성될 수 있는 전자 부품(103)의 외형이 스위치-온 상태에서 그리고/또는 스위치-오프 상태에서 영향을 받을 수 있음으로써, 결과적으로 예를 들어 도 6에 도시되어 있는 바와 같이 조명 면에 있는 글자가 변형될 수 있다.
영역을 제조하기 위해, 섬광-ALD에 의해서 하나 또는 복수의 층이 이 영역(3, 4) 중 한 영역에서 증착된다. 그 다음에, 영역(3, 4) 중 다른 영역에서 하나 또는 복수의 다른 층이 섬광-ALD에 의해서 증착되며, 이 경우 영역(3, 4) 안에 있는 층 전체는 섬광-ALD에 의해 제조된 하나 이상의 층(1)을 형성한다. 대안적으로는, 섬광-ALD에 의해 하나 또는 복수의 층을 영역(3, 4) 중 한 영역에서 증착하는 것 그리고 그 다음에 섬광-ALD에 의해 하나 또는 복수의 층을 2개의 영역(3, 4)에 공동으로 제공하는 것도 가능함으로써, 결과적으로 영역(3, 4) 내에 있는 층들의 개수는 상이하게 된다.
도 7에는, 전극들 중 한 전극(44)을 위한 하나 이상의 공급 라인(47)을 구비하는 또 다른 전자 부품(104)이 도시되어 있으며, 이 공급 라인은 섬광-ALD에 의해 제공되는 하나 이상의 층(1)에 의해서, 전자 부품(104)의 한 표면 영역(2)에 형성된다.
상부 전극(44)을 위한 전기 접속 층으로서 형성되어 있고, 상부 전극과 접촉하는 공급 라인(47)은 섬광-ALD에 의해 금속 층으로서 제조되며, 이 경우에는 금속 층, 예를 들어 알루미늄 함유 층이 형성되는 동안에 하나 이상의 섬광을 조사함으로써 해제 반응할 수 있는 적합한 초기 재료, 예를 들어 TMA가 공급된다. 대안적으로 또는 추가로는, 앞에 있는 일반적인 부분에서 기술된 바와 같은 다른 재료들도 가능하다.
공급 라인(47)으로서 형성되었고 섬광-ALD에 의해 제공되는 층(1)은 바람직하게 100 nm보다 크거나 같은 또는 1 ㎛보다 작거나 같은 그리고 특히 바람직하게는 수백 nm의 두께를 갖는다. 섬광-ALD 방법에 의해서는, 기판상에서 전기 공급 라인을 제조하기 위해 통상적으로 사용되는 복잡한 리소그래픽 공정들이 피해질 수 있다.
또한, 캡슐 배열체(45)가 이전의 실시 예들에서와 마찬가지로 섬광-ALD에 의해 증착되는 것도 가능할 수 있다.
도 8에는, 섬광-ALD 방법에 의해 하나의 층(1)이 기능적인 층 시퀀스(41)의 전극(44)의 형태로, 예를 들어 음극의 형태로 제공되어 있는, 또 다른 한 실시 예에 따른 전자 부품(105)이 도시되어 있다. 이 목적을 위해, 기능적인 유기 층 시퀀스(43)의 최상부 층은, 하나 이상의 층(1)이 전극(44)의 형태로 제공되는 표면 영역을 형성한다.
전극(44)은 예를 들어 순수한 금속, 금속 조합물, 산화물, 질화물 또는 이들의 조합물 또는 이들로 이루어진 층 시퀀스를 구비할 수 있고, 투명하거나 비-투명할 수 있다. 예를 들면 알루미늄 및/또는 은이 비-투명한 전극(44)의 형태로 제공될 수 있다. 또한, 예를 들어 은 또는 은 혼합물, 예컨대 마그네슘과 은의 혼합물이 투명한 전극(44)으로서 제공될 수 있다. 전극이 예를 들어 금속 층 또는 금속 층 시퀀스로서 제공되면, 특히 다만 가스 형태의 제1 초기 재료, 예를 들어 알루미늄 전극을 위한 TMA만 공급될 수 있으며, 이 제1 초기 재료는 하나 이상의 섬광을 조사함으로써 하나의 금속 층으로 해제 반응할 수 있다.
전극(44)은 또한 원자층 크기의 다층 구조물 및/또는 합금도 구비할 수 있다. 더 나아가, 이 전극은 재료 기울기 및/또는 도펀트를 갖는 원자층 크기의 다층 구조물도 구비할 수 있다.
전극(44)은 넓은 면적에 걸쳐서 연속으로, 다시 말하자면 특히 구조화되지 않은 상태로 제공될 수 있다. 더 나아가서는, 전극(44)이 섬광-ALD 방법에 의해 구조화된 상태로 제공되는 것도 가능할 수 있음으로써, 결과적으로 전자 부품(105)은 예를 들어 공간적으로 그리고/또는 시간에 따라 변동되는 조명 인상을 불러 일으킬 수 있다. 기능적인 유기 층 시퀀스(43)를 전극(44)용 초기 재료로부터 그리고 바람직하지 않은 광 도입 및/또는 열 도입으로부터 보호하기 위하여, 기능적인 유기 층 시퀀스(43) 상에서 섬광-ALD 방법에 의해 전극(44)을 제공하기 전에, 앞에 있는 일반적인 부분에서 기술된 바와 같은 중간 층도 제공될 수 있다.
또한, 캡슐 배열체(45)가 이전의 실시 예들에서와 마찬가지로 섬광-ALD에 의해 증착되는 것도 가능할 수 있다. 더 나아가서는, 이전의 실시 예에서와 마찬가지로 섬광-ALD에 의해 제공될 수 있는 하나 이상의 공급 라인도 전극(44)용 전기 접속 소자로서 존재할 수 있다.
도면들과 연계해서 도시된 실시 예들 및 이들 실시 예의 개별적인 특징들은, 명시적으로 도시되지 않은 또 다른 실시 예들에서 상호 조합될 수 있다. 또한, 각각의 도면에 도시된 실시 예들은, 일반적인 부분에 기술되어 있는 실시 예들에 따른 대안적이거나 추가적인 특징들을 가질 수 있다.
본 발명은, 실시 예들을 참조하는 상세한 설명으로 인해, 이러한 실시 예들에만 한정되지 않는다. 오히려, 각각의 새로운 특징 및 이들 특징의 각각의 조합 자체가 특허청구범위 또는 실시 예들에 명시적으로 기재되어 있지 않더라도, 본 발명은 각각의 새로운 특징 및 이들 특징의 각각의 조합을 포함하며, 특히 이들 특징의 각각의 조합은 특허청구범위에 포함되어 있다.

Claims (20)

  1. 광전자 부품의 작동 중에 광을 발생하거나 검출하기에 적합한 활성 영역을 갖는 기능적인 층 시퀀스(41)를 구비하는, 광전자 부품(100, 101, 102, 103, 104, 105)의 표면 영역(2)에서 하나 이상의 층(1)을 제조하기 위한 방법으로서,
    - 코팅 챔버(10) 내에서 표면 영역(2)을 형성하는 단계, 및
    - 섬광 지원되는 원자층 증착 방법에 의해서 하나 이상의 층(1)을 제공하는 단계로서, 상기 표면 영역(2)을 가스 형태의 하나 이상의 제1 초기 재료(21)에 노출시키거나, 또는 가스 형태의 하나 이상의 제1 초기 재료(21)에 노출시킨 다음에 하나 이상의 층(1)을 위한 하나의 가스 형태의 제2 초기 재료(22)에 노출시키며, 표면 영역에서 흡수된 상기 제1 및/또는 제2 초기 재료(21, 22)의 분자들을 하나 이상의 섬광으로 조사함으로써, 상기 표면 영역에서 흡수된 분자들이 분열되는 단계를 포함하는, 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 가스 방전 램프, 할로겐 램프, 레이저, 발광 다이오드 중에서 선택된 하나 이상의 부품을 구비하는 광원(14)을 이용해서 하나 이상의 섬광을 공급하는, 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 일련의 섬광으로 상기 표면 영역(2)을 조사하는, 제조 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 층(1)을 구조화된 상태로 제공하는, 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서, 하나 이상의 섬광을 마스크(16)를 통해 상기 표면 영역(2)에 조사하는, 제조 방법.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 하나 이상의 섬광을 상기 표면 영역(2)의 한 부분 영역에 포커싱 해서 조사하는, 제조 방법.
  7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 복수의 섬광을 상기 표면 영역(2)의 다양한 부분 영역에 연속으로 조사하는, 제조 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 표면 영역(2)을 가스 형태의 제1 초기 재료(21)에 그리고 가스 형태의 하나 이상의 제2 초기 재료(22)에 교대로 노출시키는, 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서, 다만 상기 제1 초기 재료(21)가 존재하는 경우에만 또는 다만 상기 제2 초기 재료(22)가 존재하는 경우에만 섬광을 상기 표면 영역(2)에 조사하는, 제조 방법.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 적어도 상기 제1 및 제2 초기 재료(21, 22)를 상기 코팅 챔버(10)의 다양한 영역에 공급하고, 상기 부품(100, 101, 102, 103, 104, 105)이 그 다양한 영역들 사이에서 이동할 수 있는, 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서, 불활성 가스(23)를 함유하는 가스 커튼에 의해서 상기 다양한 영역들을 분리시키는, 제조 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 섬광으로 조사하는 동안에 상기 광전자 부품(100)을 냉각시키는, 제조 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기능적인 층 시퀀스(41)가 유기 발광 다이오드를 형성하고, 하나의 기판(40) 상에 제공하는, 제조 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 층(1)을 상기 기능적인 층 시퀀스(41)의 전극(42, 44)을 위한 하나 이상의 전기 공급 라인(47)으로서 기판(40) 상에 형성하는, 제조 방법.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 층(1)을 상기 기능적인 층 시퀀스(41)의 전극(44)으로서 형성하는, 제조 방법.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 층(1)을 캡슐 배열체(45)로서 상기 기능적인 층 시퀀스(41) 상에 제공하는, 제조 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 기능적인 층 시퀀스(41)와 상기 캡슐 배열체(45) 사이에 버퍼층(46)을 제공하는, 제조 방법.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 캡슐 배열체(45)를 오로지 상기 기능적인 층 시퀀스(41) 상에만 제공하는, 제조 방법.
  19. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 2개 이상의 상이한 층을 섬광 지원되는 원자층 증착 방법을 이용하여 캡슐 배열체(45)로서 제공하는, 제조 방법.
  20. 제16항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 섬광 지원되는 원자층 증착 방법을 이용해서, 가로 방향으로 나란히 배치된 2개 이상의 상이한 영역(3, 4)을 갖는 캡슐 배열체(45)를 형성하는, 제조 방법.
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