[发明专利]具备可变温度调节装置的金属氧化物电子束蒸发源

说明书

根据本发明的具备可变温度调节装置的金属氧化物电子束蒸发源包括：坩锅，其保管由电子束直接注射的金属氧化物构成的沉积物质；N个加热部，其具备在所述坩锅的外侧部，将所述坩锅区分为N个区域并分别具备在所述N个区域；及控制部，其为了减小电子束注射区域和未注射区域的温度差而控制所述N个加热部，使所述坩锅的上部区域比下部区域维持更高的温度。

技术领域

本发明涉及一种利用可变温度调节装置来防止裂缝(crack)发生的金属氧化物电子束蒸发源。

背景技术

在金属氧化物半导体中研究最为广泛的是ZnO及ZnO系列化合物(AZO，IZO，IGZO，GZO等)，并已使用于现有的显示面板的透明电极及用于驱动像素的薄膜晶体管的沟道层、透明显示器、透明半导体元件，太阳能电池等。

作为形成ZnO系列金属氧化物半导体薄膜的方法，如广为人知的，将热或电子束集束到金属氧化物对象而进行蒸发的蒸发(Evaporation)技术、利用与离子化的原料之间的冲突的溅射(sputter)技术，利用注入的气体之间的化学反应的化学气相沉积法等正在被经常使用。

上述方法中，蒸发技术及溅射技术是从外部施加热能或动能而使得固态的原材料物质相变为气态后，沉积到基板上的技术，与此相反，化学气相沉积法是将液态原材料相变为气态或将气态的原材料沉积到基板上的技术。

上述技术具有符合各个设备特性的优点，均形成N型(n-type)ZnO层，且为了提升N型ZnO金属氧化物半导体薄膜的特性，采取以同时注入In、Al、Ga等元素的等方式形成施体渗染剂(donor dopant)而提升作为N型半导体的电特性的方法。

形成ZnO薄膜的方法中，为了节省生产所需费用而以比较简单且费用低廉的方式沉积ZnO层的方法有蒸发法(Evaporation)，且有用能量来加热的热蒸发法(Thermalevaporation)和利用电子束的电子束蒸发法(Electron-beam evaporation)技术。

尤其，两种技术中在沉积材料的使用效率、沉积速度的调节等方面有优点的电子束蒸发法相比热沉积法使用地更多，此时使用的ZnO原材料物质主要为粉末形态。将ZnO粉末作为沉积原材料使用的情况下，适合在2英尺大小的较小面积的基板或具有较小面积的多张基板上沉积ZnO薄膜。

但是近日为了改善批量生产能力，基板自身的大小增加到了4英尺及6英尺，每一次沉积的基板数也增加到了50张以上，因此在大面积基板上不适合将ZnO粉末作为沉积原材料使用而形成薄膜。

改善薄膜沉积工程所必须的在大面积基板上的薄膜均匀度等没有达到元件制作所需要的水平，因此每单位面积生产的芯片数量会明显减少，为解决此问题，可以优选使用与在溅射技术中使用的沉积原材料具有类似特性的、利用粉末烧结法制作的对象形态的ZnO原材料，且使用这种对象形态的原材料时，能够带来大面积基板上的沉积均匀度的改善，增加原材料使用效率等效果。

但是，利用粉末烧结的氧化物对象时，由于氧化物是导热度非常低的物质，因此氧化物的低导热度会导致注射电子束的区域与未注射电子束的区域发生温度差，从而会因热应力而发生裂缝(crack)。

发明内容

要解决的技术问题

本发明是为了解决所述问题而提出的，其目的在于，提供一种能够防止电子束注射区域和未注射区域发生较大温度差而导致热应力(Thermal Streess)施加到由金属氧化物构成的沉积物质而发生裂缝(crack)的具备可变温度调节装置的金属氧化物电子束蒸发源。

解决问题的手段