專利名稱：用于沉積裝置的罐以及利用該罐的沉積裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的一方面涉及一種用于沉積裝置的罐(canister)以及一種利用該罐的沉 積裝置和方法，更具體而言，涉及一種用于沉積裝置的罐，其能夠在類似于原子層沉積一樣 將原料沉積在基板上的期間保持包含在反應(yīng)氣體(reactive gas)中的原料的量，并涉及一 種利用該罐的沉積裝置和方法。
背景技術(shù)：
由于平板顯示設(shè)備重量輕并且薄，因此平板顯示設(shè)備用于替代陰極射線管顯示設(shè) 備。平板顯示設(shè)備的示例包括液晶顯示(IXD)設(shè)備和有機發(fā)光二極管(OLED)顯示設(shè)備。在 這些顯示設(shè)備之中，OLED顯示設(shè)備具有高亮度和寬視角。另外，由于OLED顯示設(shè)備不需要 背光，因此OLED顯示設(shè)備可在超薄結(jié)構(gòu)中實現(xiàn)。OLED顯示設(shè)備根據(jù)驅(qū)動方法被分成無源矩陣型和有源矩陣型。有源矩陣型OLED 顯示設(shè)備具有使用薄膜晶體管(TFT)的電路。薄膜晶體管通常包括包括源區(qū)、漏區(qū)和通道區(qū)的半導(dǎo)體層、柵極、源極和漏極。半 導(dǎo)體層可由多晶硅(poly-Si)或非晶硅(a-Si)形成。然而，由于poly-Si的電子移動性高 于a-Si的電子移動性，因此poly-Si被更頻繁地使用。將a-Si結(jié)晶成poly-Si的一種方法是使用金屬的結(jié)晶方法，其可通過濺射或原子 層沉積(ALD)將金屬催化劑沉積在基板上、然后利用該金屬催化劑作為籽晶使a-Si結(jié)晶， 從而在很短的時間內(nèi)以相對較低的溫度將a-Si結(jié)晶成poly-Si。在此，在濺射中，沉積通過 將等離子體施加到金屬標(biāo)的物上執(zhí)行。在原子層沉積中，金屬催化劑的原子層通過利用包 括金屬催化劑的反應(yīng)氣體的化學(xué)方法而形成在基板上。為了獲得均勻的晶體，在這種利用金屬催化劑的結(jié)晶方法中，反應(yīng)氣體必須以與 每次沉積循環(huán)中的金屬催化劑相同的量被供應(yīng)到沉積室。然而，通常，被配置為將反應(yīng)氣體 供應(yīng)到沉積室的罐產(chǎn)生通過將載氣與諸如金屬催化劑等蒸發(fā)的原料混合而形成的反應(yīng)氣 體。蒸發(fā)的原料通過將諸如金屬催化劑等原料存儲在主體中并在每次沉積循環(huán)中通過外部 加熱器將主體加熱而形成。因此，主體中的剩余原料量和蒸發(fā)的原料量根據(jù)剩余原料的形 式或截面而改變，從而不能均勻保持包含在供應(yīng)到沉積室的反應(yīng)氣體中的原料的量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的各方面提供一種用于沉積裝置的罐，其能夠保持包含在從該罐供應(yīng)到沉 積室的反應(yīng)氣體中的原料的預(yù)定量，并提供一種利用該罐的沉積裝置和方法。根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種用于沉積裝置的罐包括主體；被配置為存儲原料的 原料存儲器；設(shè)置在所述主體的外側(cè)的加熱器；以及被配置為控制所述原料從所述原料存 儲器供應(yīng)到所述主體的第一供給控制器。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種沉積裝置包括沉積室；被配置為將反應(yīng)氣體供應(yīng) 到所述沉積室的罐；以及被配置為將載氣(carrier gas)供應(yīng)到所述罐的載氣供給器。在
4此，所述罐包括主體、加熱器以及被配置為控制原料從所述原料存儲器供應(yīng)到所述主體的
第一供給控制器。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，一種沉積方法包括打開置于罐的主體與原料存儲器之 間的第一閥，并將預(yù)定量的原料供應(yīng)到所述主體；關(guān)閉所述第一閥并使所述原料蒸發(fā)；將 載氣供應(yīng)到所述主體，以與蒸發(fā)的所述原料混合；將通過混合所述載氣與蒸發(fā)的所述原料 而形成的反應(yīng)氣體供應(yīng)到沉積室；以及利用所述反應(yīng)氣體將所述原料沉積在所述沉積室中 的基板上。本發(fā)明的另外的方面和/或優(yōu)點一部分將在以下描述中闡釋，一部分將根據(jù)該描 述變得明顯，或可通過實施本發(fā)明而獲悉。


本發(fā)明的這些和/或其他方面和優(yōu)點將根據(jù)以下結(jié)合附圖對各實施例的描述而 變得明顯并更易于理解，其中圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的沉積裝置的示意圖。
具體實施例方式現(xiàn)在將詳細參照本發(fā)明的示例示于附圖中的現(xiàn)有實施例，其中相同的附圖標(biāo)記自 始至終表示相同的元件。在下文中通過參照附圖描述各實施例，以解釋本發(fā)明。圖1為根據(jù)本發(fā)明一方面的沉積裝置的示意圖。參照圖1，沉積裝置包括沉積室 100、被配置為將反應(yīng)氣體供應(yīng)到沉積室100的罐200以及被配置為將載氣供應(yīng)到罐200的 載氣供給器300。沉積室100包括室主體110、噴頭125、支撐卡盤115和出口 130。噴頭125與入 口 120相連，該噴頭125將反應(yīng)氣體注入到室主體110中，并被配置為將該反應(yīng)氣體均勻地 噴射在基板S上。支撐卡盤115被配置為支撐基板S。出口 130被配置為排放剩余的反應(yīng) 氣體。在此，沉積室100可為用于原子層沉積(ALD)的室。為了便于原子層沉積，支撐卡盤 115可進一步包括被配置為將基板S保持在均勻溫度下的溫度控制器(未顯示)。然而，沉 積室100可用于其他類型的沉積。罐200在每次沉積循環(huán)中使原料蒸發(fā)，并將反應(yīng)氣體供應(yīng)到沉積室100。在此，反 應(yīng)氣體通過將由載氣供給器300供應(yīng)的載氣與蒸發(fā)的原料混合而形成。罐200包括被配置 為使原料蒸發(fā)的主體210、設(shè)置在主體210外側(cè)的加熱器220、被配置為存儲原料的原料存 儲器230以及被配置為控制從原料存儲器230供應(yīng)到主體210的原料的量的第一供給控制 器240。在此，存儲在原料存儲器230中的原料可為在原子層沉積中使用的金屬粉末或液態(tài) 有機材料。第一供給控制器240包括設(shè)置在將主體210與原料存儲器230相連的第一管Pl 上的第一閥VI，以及被配置為控制第一閥Vl的打開或關(guān)閉的第一控制器Cl。在此，第一控 制器Cl根據(jù)通過第一管Pl注入到主體210中的原料的量來控制第一閥Vl的打開或關(guān)閉， 并可在沉積室100中的一次沉積循環(huán)所需的原料被供應(yīng)到主體210時關(guān)閉第一閥VI。第一 控制器Cl可包括用于檢測原料的量的傳感器，或者該傳感器可位于其他位置。在利用參照圖1所述的根據(jù)本發(fā)明實施例的沉積裝置將原料沉積在基板S上的過
5程中，置于罐200的主體210與原料存儲器230之間的第一管Pl的第一閥Vl被打開，以將 預(yù)定量的原料供應(yīng)到主體210。隨后，第一閥Vl被關(guān)閉以防止原料供應(yīng)到主體210，然后， 原料通過設(shè)置在主體210外側(cè)的加熱器220被蒸發(fā)。在本發(fā)明的實施例中，原料被描述為 在第一閥Vl關(guān)閉之后蒸發(fā)?？商娲兀峡稍谠撛媳还?yīng)到主體210的同時被蒸發(fā)。被蒸發(fā)之后，載氣通過置于主體210與載氣供給器300之間的第二管P2被供應(yīng)到 主體210。因此，反應(yīng)氣體通過在主體210內(nèi)將載氣與蒸發(fā)的原料混合而形成。如所示，被 配置為控制載氣從載氣供給器300到主體210的供給的第二供給控制器420設(shè)置在第二管 P2上，以防止載氣在原料被供應(yīng)到主體210時被注入到主體210中。盡管不是在所有方面中都需要，被配置為控制反應(yīng)氣體從主體供應(yīng)到沉積室的第 三供給控制器430被設(shè)置在將主體210與沉積室100相連的第三管P3處，以防止原料在 主體210中蒸發(fā)并在反應(yīng)氣體的形成期間防止反應(yīng)氣體在不穩(wěn)定狀態(tài)下被供應(yīng)到沉積室 100。所示的第二供給控制器420包括設(shè)置在第二管P2上的第二閥V2和被配置為控制 第二閥V2的打開或關(guān)閉的第二控制器C2。所示的第三供給控制器430包括設(shè)置在第三管 P3上的第三閥V3和被配置為控制第三閥V3的打開或關(guān)閉的第三控制器C3。第三閥V3被打開，以將通過在主體210中將蒸發(fā)的原料與載氣混合而形成的反應(yīng) 氣體供應(yīng)到沉積室100。包含原料的反應(yīng)氣體被供應(yīng)到沉積室100，并通過與沉積室100的 入口 120相連的噴頭125被均勻地噴射在基板S上。未沉積在基板S上的包含原料的反應(yīng) 氣體通過出口 130被排放到沉積室100之外。另外，根據(jù)本發(fā)明所示實施例的沉積裝置包括將載氣供給器300和第二閥V2與 沉積室100和第三閥V3相連的第四管P4，以及設(shè)置在第四管P4上以去除沉積之后在沉積 室100和第三管P3中剩余的反應(yīng)氣體的第四供給控制器440。在此，類似于第二和第三供 給控制器420和430，所示的第四供給控制器440包括第四閥V4和被配置為控制第四閥V4 的打開或關(guān)閉的第四控制器C4。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，原料存儲器230可被包括在罐200中，其中用于一次沉積 過程的足量的原料從原料存儲器230供應(yīng)到罐200的主體210，由此保持罐200的使原料 在每次沉積循環(huán)中蒸發(fā)的環(huán)境，并均勻保持包含在通過罐200供應(yīng)的反應(yīng)氣體中的原料的量。盡管不是在所有方面中都需要，控制器Cl、C2、C3和C4可利用機械控制器和/或 利用處理器而實現(xiàn)。盡管已顯示和描述了本發(fā)明的一些實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解的是，在不背 離所附權(quán)利要求及其等同設(shè)置所限定的本發(fā)明的原理和范圍的情況下，可以在這些實施例 中作出改變。
權(quán)利要求
一種用于沉積裝置的罐，包括被配置為存儲原料的原料存儲器；用于從所述原料存儲器接收所述原料并被配置為將所述原料供應(yīng)到所述沉積裝置的主體；設(shè)置在所述主體的外側(cè)以加熱在所述主體中接收的所述原料的加熱器；以及被配置為控制所述原料從所述原料存儲器供應(yīng)到所述主體的第一供給控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于沉積裝置的罐，其中所述第一供給控制器包括設(shè)置在 將所述主體與所述原料存儲器相連的第一管上的第一閥，以及被配置為控制所述第一閥的 打開或關(guān)閉的第一控制器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于沉積裝置的罐，其中所述第一控制器根據(jù)通過所述第一 管供應(yīng)到所述主體的所述原料的量來關(guān)閉所述第一閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于沉積裝置的罐，其中所述原料包括金屬粉末或液態(tài)有機 材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于沉積裝置的罐，進一步包括被配置為將載氣供應(yīng)到所述主體的第二管；以及被配置為排放反應(yīng)氣體的第三管，所述反應(yīng)氣體通過將所述載氣與蒸發(fā)的所述原料混 合而形成。
6.一種沉積裝置，包括沉積室；被配置為將反應(yīng)氣體供應(yīng)到所述沉積室的罐；以及被配置為將載氣供應(yīng)到所述罐的載氣供給器；其中所述罐包括接收供應(yīng)的所述載氣的主體、加熱器、原料存儲器以及被配置為控制 原料從所述原料存儲器供應(yīng)到所述主體的第一供給控制器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的沉積裝置，其中所述第一供給控制器包括設(shè)置在將所述主 體與所述原料存儲器相連的第一管上的第一閥，以及被配置為控制所述第一閥的打開或關(guān) 閉的第一控制器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的沉積裝置，其中所述第一控制器根據(jù)通過所述第一管供應(yīng)到 所述主體的所述原料的量來關(guān)閉所述第一閥。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的沉積裝置，其中所述原料包括金屬粉末或液態(tài)有機材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的沉積裝置，進一步包括被配置為控制所述載氣從所述載氣供給器供應(yīng)到所述主體的第二供給控制器；以及被配置為控制所述反應(yīng)氣體從所述主體供應(yīng)到所述沉積室的第三供給控制器。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的沉積裝置，其中所述第二供給控制器包括設(shè)置在將所述 載氣供給器與所述主體相連的第二管上的第二閥，以及被配置為控制所述第二閥的打開或 關(guān)閉的第二控制器；并且，所述第三供給控制器包括設(shè)置在將所述沉積室與所述主體相 連的第三管上的第三閥，以及被配置為控制所述第三閥的打開或關(guān)閉的第三控制器。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的沉積裝置，進一步包括被配置為將所述載氣供給器和所述第二供給控制器與所述沉積室和所述第三供給控 制器相連的第四管；以及被配置為控制所述載氣通過所述第四管從所述載氣供給器供應(yīng)到所述沉積室的第四 供給控制器。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的沉積裝置，其中所述第四供給控制器包括設(shè)置在所述第 四管上的第四閥，以及被配置為控制所述第四閥的打開或關(guān)閉的第四控制器。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的沉積裝置，其中所述第四控制器打開所述第四閥，以去除 在所述沉積完成之后在所述沉積室中剩余的所述反應(yīng)氣體。
15.根據(jù)權(quán)利要求6所述的沉積裝置，其中所述沉積室為用于原子層沉積的室。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的沉積裝置，其中所述沉積室包括支撐卡盤，該支撐卡盤具 有被配置為將基板保持在均勻溫度下以執(zhí)行所述原子層沉積的溫度控制器。
17.—種沉積方法，包括打開置于罐的主體和原料存儲器之間的第一閥，并將預(yù)定量的原料供應(yīng)到所述主體； 在供應(yīng)所述預(yù)定量的所述原料之后關(guān)閉所述第一閥，并在所述主體中蒸發(fā)供應(yīng)的所述 原料；將載氣供應(yīng)到所述主體，以與蒸發(fā)的所述原料混合；將通過混合所述載氣與蒸發(fā)的所述原料而形成的反應(yīng)氣體從所述主體供應(yīng)到沉積室；以及將包含在所述反應(yīng)氣體中的所述原料沉積在所述沉積室中的基板上。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的沉積方法，進一步包括在所述原料的所述沉積完成之后， 打開置于所述載氣供給器與所述沉積室之間的第四管中的第四閥，以通過將所述沉積室與 所述主體相連的所述第四管去除在所述沉積室中剩余的所述反應(yīng)氣體。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的沉積方法，其中所述原料通過原子層沉積被沉積在所述基 板上。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的沉積方法，其中所述原料包括金屬粉末。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的沉積方法，其中所述原料的所述預(yù)定量為所述沉積室中的 一次沉積循環(huán)所需的量。
22.根據(jù)權(quán)利要求17所述的沉積方法，其中供應(yīng)到所述主體的所述原料的所述預(yù)定量 為足以執(zhí)行一次沉積過程的量。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于沉積裝置的罐和一種利用該罐的沉積裝置和方法，所述罐在原料通過原子層沉積被沉積在基板上時能夠保持包含在供應(yīng)到沉積室的反應(yīng)氣體中的原料的預(yù)定量，該罐包括主體、被配置為存儲原料的原料存儲器、設(shè)置在所述主體的外側(cè)的加熱器以及被配置為控制所述原料從所述原料存儲器供應(yīng)到所述主體的第一供給控制器。
文檔編號C23C16/448GK101942640SQ20101022441
公開日2011年1月12日 申請日期2010年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月7日
發(fā)明者伊凡·馬伊達楚克, 姜有珍, 崔寶京, 張錫洛, 徐晉旭, 樸炳建, 樸鐘力, 李東炫, 李吉遠, 李基龍, 梁泰勛, 洪鐘元, 白原奉, 羅興烈, 蘇炳洙, 鄭在琓, 鄭珉在, 鄭胤謨 申請人:三星移動顯示器株式會社