[发明专利]有机无机复合薄膜与其形成方法

说明书

技术领域

本发明是有关于有机无机复合薄膜，更特别是关于其形成方法。

背景技术

软性电子基板是由具有支撑功能的软质材料作为线路基板，可提供多次连续挠曲的特性。软性电子基板有别于传统电子元件，其应用领域广泛，比如具可挠曲式的显示器、有机发光二极管、与无线射频辨识系统等。光学塑料材料因具备透明特性、容易加工，可广泛应用在显示器与软性发光元件。由于塑料材料制成的薄膜基板具高挠曲度性质，可以随意变形，再加上体积轻薄的特性，能应用在许多产品中。

当元件尺寸逐渐减小，多层布线和逻辑互连层数增，导线间电容、层间电容、以及导线电阻也随之增加。如此一来，产生电阻电容时间延迟效应(RC Time Delay)，不但限制器件的高速性能，也增加能耗。为降低RC延时及功率损耗，除了采用低电阻率金属(如铜)取代铝外，更需降低介电层的寄生电容C。由于寄生电容与介电层的介电常数成正比，因此需开发新颖的低介电常数材料作为介电层。

目前采用的绝缘介电材料SiO₂(k=3.9～4.2)已经不能满足ULSI发展的需求。一般用于金属导线间的介电材料(Inter-metal dielectric)，其规格要求为高可靠度、低应力、工艺简单、不易吸水、以及易于与金属导线间整合。传统的介电层材料是以等离子体增强化学气相沉积(PECVD)形成的二氧化硅，其介电常数约为3.9～4.2。另一些常见的介电材料是二氧化硅为主(SiO₂-based)或硅氧烷为主(Siloxane-based)的材料，然而其介电常数大多高于3.0。随着半导体技术的发展，需要介电常数更低的材料配合缩小的元件尺寸，以达到所需的性能如：降低信号传递的时间延迟、降低功率损耗、及信号干扰(Cross talk)。

此外，高分子材料对水分与氧气的阻隔性相当低，将降低对水气和氧气敏感的有机元件的可靠度及使用寿命。为补强塑料基板对水分及氧气的阻隔性，常见在高分子基板上涂覆致密的材料，以防止水氧的渗透及扩散。上述材料称作阻隔层(Barrier Layer)，比如氧化铝(A1₂O₃)或二氧化硅(SiO₂)等。虽然氧化硅的光穿透度(>85％)符合有机发光二极管(OLED)光穿透度的需求，但氧化硅不具可挠曲性、阻水性也较差，不适用于OLED元件。目前水氧阻隔层的材料技术大多是利用溅射或等离子体辅助化学气相沉积(PECVD)的多层膜堆叠结构，以达到阻水气目的。但多层膜叠层具有工艺方法复杂及成本高等问题。

综上所述，目前亟需新的方法制备低介电常数、高可挠性、高光穿透度、及高阻水／阻气性的薄膜。

发明内容

本发明一实施例提供的有机无机复合薄膜，包括：碳、氟、氧及／或氮、与M组成的匀相非晶无孔材料，其中M包括硅、钛、铝、铬、或上述的组合。

本发明一实施例提供的有机无机复合薄膜的形成方法，包括：共溅射无机物靶材以及含氟有机高分子靶材，使无机物靶材的原子与含氟有机高分子靶材的原子同时沉积于基材上，以形成有机无机复合薄膜。

附图说明

图1为本发明一实施例中，有机无机复合薄膜的XRD图。

具体实施方式

本发明一实施例提供有机无机复合薄膜的形成方法。共溅射无机物靶材以及含氟有机高分子靶材，使无机物靶材的原子与含氟有机高分子靶材的原子同时沉积于基材上。在本发明一实施例中，上述共溅射工艺可采用市售的溅射机台如中华联合半导体设备制造股份有限公司制造的真空腔溅射机台。在本发明一实施例中，溅射时的腔室压力介于1×10^-2torr至1×10^-3 torr之间，基材温度介于25℃至150℃之间。在溅射时，可将惰性气体(如氩气)与反应气体(如氧气)的混合气体通入腔室以控制腔室压力，并以射频(radio frequency，RF)电源供应器施加10W至500W的能量至无机物靶材与含氟有机高分子靶材。在本发明一实施例中，施加至无机物靶材的能量与施加至含氟有机高分子靶材的能量相同。在本发明另一实施例中，施加至无机物靶材的能量与施加至含氟有机高分子靶材的能量不同，两者差异端视需要而定。