通过燃烧化学气相沉积（Ｃ－ＣＶＤ）将膜沉积在挠性（塑料／金属）薄片和／或温度敏感的基板（１０１）上的方法。通过吸力将基板（１０１）固定在适当的位置上以提供基板（１０１）和基板固定器（１０２）之间的物理和热接触，同时，使用冷却液和基板（１０１）冷却基板固定器（１０２）。控制Ｃ－ＣＶＤ期间对基板（１０１）的加热并避免由加热造成的恶化。薄片或者基板（１０１）特别适于在平板和挠性显示器中使用。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关案件的交叉引用申请人要求2004年12月10日提交的序列号为60/635245的相关临时申请(申请人的专利受让人的案号为US040543)的优先权。本专利技术涉及利用燃烧化学气相沉积的工艺在基板上沉积薄膜。燃烧化学气相沉积(C-CVD)对于大气压下的基板上的薄膜和涂层的气相沉积是相对新的技术。在C-CVD中，在气态化学反应物(前体)到达基板表面之前在燃烧火焰中激活所述气态化学反应物。结果，与在常规(热)CVD工艺中相比，基板温度在C-CVD中要低得多，在所述常规(热)CVD工艺中仅加热基板。大气压(“露天”)和低温处理的结合使得C-CVD对于其中利用不昂贵的设备在温度敏感的基板上要求高产量涂层的各种应用而言是有前途的技术。在文献中大量公布了C-CVD技术。例如，“Combustion chemical vapordepositionA novel thin-film deposition technique，”A.T.Hunt et al.，Appliedphysics Letters 63(1993)266-268公开了一种C-CVD技术，其中火焰提供用于沉积从溶液、蒸汽或者气体源获得其基本成分的致密膜的环境。大量关于C-CVD技术的专利被授权(例如，与WO94/21841相应的美国专利5652021(1997))。现有技术公开了在不同类型的基板材料(例如陶瓷、玻璃、金属和聚合物)上可以沉积许多不同的材料。虽然可以想象许多应用，但是目前没有已知的工业应用，并且C-CVD被认为仍处在发展阶段。在本领域中已经报告了用于将基板保持在特定工艺所期望的沉积温度下的几种方法。例如，参见US2003/0113479A1，其中在大气压下利用等离子体的处理工艺中，通过向接地电极的内部供应冷却水来控制金属基底材料(基板)的接地电极表面的温度。Suzuki等人的美国专利no.5135730公开了通过燃烧合成钻石的方法，在所述燃烧中火焰接触基板表面且通过流过基板固定器的冷却水流、通过流过基板固定器的冷却水和气流或者通过对准基板背面的冷却气体使基板温度保持在300℃到1200℃。如在公布的欧洲申请no.0747505A2中所公开的那样，在等离子体喷射沉积过程中，可以将基板安装在冷却块上，基板和冷却块表面之间的空隙充满气体以提高热传递。Deak等人的美国专利no.5085904公开了适于食品包装的多层结构，其中将SiO和SiO2连续真空沉积在聚酯或者聚酰胺树脂基板例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜上。通过一种结构可以实现挠性显示器，在该结构中在挠性基板上，特别是在聚合物基板上，形成薄膜晶体管(TFT)作为有源矩阵的显示元素或象素的元件。这些结构通常包括几层，包括半导体、电介质、导电和阻挡层。C-CVD中的燃烧火焰通常必须极接近基板(通常为几厘米)。因此，通过火焰加热基板可能是严重的问题，尤其是在基板(例如聚合物)对高温敏感的情况下。在文献中公开的防止过分加热基板的方法是相当低效的。现有技术包括将冷空气吹在基板的背面上，和/或在基板表面上移动(“扫描”)燃烧器，以及通过空气或水流或者通过移动基板经过火焰来冷却基板固定器。另外，在关于防止过分加热基板的C-CVD的现有出版物中没有公开特别的方案。如果进行常规处理，则许多塑料基板，特别是薄片，将会恶化，使它们不适于一些应用，例如对用于显示器的挠性薄片的处理。通过结合以下手段在基板薄片处理中已经发现上述问题的解决方案1)提供吸力以保持将被涂覆的薄片和基座(基板支承板或固定器)之间的接触；以及2)使用适当的冷却流体冷却基座。因此，期望提供用于在温度敏感的基板上沉积薄膜的C-CVD设备和方法。还期望提供在通过C-CVD沉积薄膜期间用于基板的冷却设备。进一步期望提供用于在温度敏感的基板上燃烧化学气相沉积致密阻挡膜的方法和设备。已经发现基板温度可以较低，但是至少为50℃，优选高于70℃，以防止由燃烧火焰产生的水的冷凝，且低于基板恶化的温度。通常，对于聚合物薄片，当基板温度达到聚合物的玻璃转变温度时这种恶化开始。气体转变温度取决于材料的类型。本专利技术允许在比使用现有技术中的工艺所能获得的范围更宽的基板的玻璃转换温度下，或在低于该玻璃转换温度的温度下进行C-CVD。本专利技术的设备和方法的一种应用是制造平板和挠性显示器。通过C-CVD沉积在基板上的二氧化硅(SiO2)层可以，特别是，用作阻挡层和/或电介质层。阻挡层是要求防止氧和湿气渗入的层。C-CVD二氧化硅层可以是与其它无机和/或有机层的多层叠层的一部分。在一个实施例中，本专利技术涉及在特别用于显示器技术的挠性(塑料/金属薄片)和/或温度敏感的基板上沉积膜的C-CVD技术。根据以下所述的实施例，本专利技术的这些和其它方面将变得显而易见并得以说明。参考附图仅以举例的方式对本专利技术的实施例进行说明，其中附图说明图1A示出本专利技术的燃烧化学气相沉积设备的典型实施例；图1B示出本专利技术的图1A的燃烧化学气相沉积设备的辅助视图；图2是示出聚合物基板上的涂层厚度和氧传输率(OTR)之间关系的示图。参考图1A，基板101，例如一片挠性聚合物或金属薄片，或一片玻璃，通过抽气机(连接到真空线103)保持在基板固定器102上，该抽气机保持与基板固定器102的表面中的真空开口113的真空连接。抽气机是用于保持基板101和基板固定器102之间的热传导的装置。基板固定器102具有温度控制装置，例如用于使用冷却剂进行温度控制的冷却剂入口111和冷却剂出口112以及冷却剂通道104，在该实施例中冷却剂是来自包括加热器/冷却器循环器(未显示)的温度控制系统的水。加热器/冷却器循环器例如可以是包括微处理器、指令的程序、以及数据储存设备、温度传感器、控制阀、热交换器等的系统，并能够检测基板101或基板固定器102的温度和调整冷却剂流和/或温度以保持基板101或基板固定器102的期望温度。这种控制系统对于本领域的普通技术人员而言是公知的。在该实施例中，真空线103连接到基板固定器102中的真空通道，其连接到位于基板固定器102的表面上的真空开口113。真空开口113位于在架开口106(在图2中显示)的四周延伸并处在其周边外部的矩形凹槽114中。或者，真空开口113可以设置成任何希望的图案或者对其进行随机设置。可以使用多孔材料作为基板固定器102的平坦表面的全部或一部分，平坦表面上的孔开口用作真空开口113。将铝架105设置在基板101和固定器的上面以便保护挠性基板的边缘。基板101上的涂覆区对应于架开口106。安装基板固定器102用于直线运动(在沿着轴107的x方向上)。C-CVD燃烧器固定器是高度可调的，并进行安装用于直线运动(在沿着轴108、即垂直于基板101移动的z方向上)，以便获得提高的一致性。在其它实施例中，燃烧器109可以在沿着垂直于轴107和108的轴115的y方向上是可移动的，或者在两个方向、第三个方向或者所有三个方向上是可移动的。在该实施例中，燃烧器109具有线性形状，并利用气体进料口110供应诸如丙烷或天然气的普通可燃气体、以及诸如纯氧气或空气的氧化气体。可以对燃烧器109气体进行预混合或表面混合。可以加入氮气来调整火焰的温度和形状。可以使部分氮气流通过所谓的起泡本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种将材料施加到基板（１０１）的方法，包括：提供具有表面的基板（１０１）；通过吸力将所述表面固定到基板固定器（１０２）；为所述基板固定器（１０２）提供冷却；在燃烧化学气相沉积的工艺中将所述基板（１０１）暴露给反应物混合物；以及冷却所述基板固定器（１０２）以在所述燃烧化学气相沉积工艺期间将所述基板（１０１）的温度保持在５０到６００℃。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：JAM阿莫莱恩，RTH梅森，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]
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