[发明专利]氧化锌前驱体和利用该前驱体沉积氧化锌类薄膜的方法

说明书

相关申请的交叉引用 

本申请要求2012年10月9日递交的韩国专利申请第10-2012-0111674号的优先权，为所有目的将该申请的全部内容通过引用并入本文。 

技术领域

本发明涉及一种氧化锌（ZnO）前驱体和利用该前驱体沉积ZnO类薄膜的方法，更具体地，本发明涉及一种ZnO前驱体和利用该前驱体沉积ZnO类薄膜的方法，使用该ZnO前驱体可以沉积高质量和高纯度的ZnO类薄膜。 

背景技术

平板显示器（如薄膜晶体管液晶显示器（TFT-LCD）、等离子体显示板（PDP）、场致发射显示器（FED）和有机发光装置（OLED））、利用光电效应的光伏电池、触摸屏等需要透明导电电极，即透射的导电物质。 

透明导电膜对平板显示器、光伏电池等来说是重要的一种关键材料。透明导电膜用于保护内部电子装置免受外部的影响，将信号和电流传递至电子装置，并将由电子装置发射的光无阻力地传递至屏幕。透明导电膜需要具有优异的传输和导电率。用于这种透明导电膜的材料必须具有低电阻率（10^-3Ωcm至10^-4Ωcm）并在可见光范围内具有高透光率。此外，由于在内部电子装置的制造过程中的热量，用于透明导电膜的材料的特性需要改变很小。 

迄今为止最受欢迎的透明电极材料的实例为氧化铟锡（ITO:In_1-xSn_xO₃）。尽管ITO具有优异的光学特性，但是它具有以下缺点：它的源元素之一In的制造价格非常高，且当其暴露于等离子体时，ITO的性质因热量而明显改变。 

相反，至于具有约3.4eV能隙的氧化锌（ZnO），它的红外线（IR）和可见光透光率非常良好，且它具有优异的导电率和对等离子体优异的忍耐力。此外，ZnO会在低温时生长，且它的制造价格是相对低的。因此，ZnO作为用于大显示器和功能窗口 (functional window)的透明电极的前景材料而出现。 

ZnO可通过物理气相沉积（PVD）沉积在基板上以形成薄膜。当在PVD方法中选择溅射时，将ZnO类靶用作靶材料。作为用于ZnO的制造的前驱体，主要使用其上结合有机配体的Zn络合物。在公知的络合物中，Zn(O₂CMe)₂、Zn₄O(O₂CNEt2)₆等在相对低的温度挥发。然而，它们在薄膜中造成碳污染，这是有问题的。此外，当将金属卤化合物广泛用作用于ZnO的制造的前驱体时，它的低挥发性要求高温，从而使得加工困难。此外，也进行了对使用源材料比如二乙基锌（DEZ）或DEZ辛烷溶液等通过化学气相沉积（CVD）在基板上沉积ZnO类薄膜的工艺的研究。 

图1为示意性显示等离子体增强化学气相沉积（PECVD）设备的结构图，该设备利用DEZ或二甲基锌（DMZ）作为相关领域源材料沉积氧化锌类薄膜。图1说明了沉积未掺杂的ZnO以及掺杂F的和掺杂B的ZnO的PECVD设备。图1中所示的PECVD设备通过结合作为短效有机金属锌化合物DEZ或DMZ、作为载气的Ar或He、作为氧化剂的CO₂以及作为掺杂剂的四乙基硼或三氟化氮(NF₃)而形成反应组合物，并将反应组合物吹入沉积室1，从而在基板5上沉积氧化锌类薄膜。在未说明的附图标记中，2表示上电极，3表示下电极，4表示孔，6表示开口，7表示电源，8、9、10、11、12和13表示线路，14、15、16、17、18和19表示质量流量控制器（MFC），20表示恒温器。 

图2为示意性显示沉积室的横截面图，该沉积室利用相关领域源材料，即通过将DEZ溶于有机溶剂而制备的溶液，沉积氧化锌类薄膜。将通过将DEZ溶于比如醚、酮、酯、烃或醇的有机溶剂而制备的溶液蒸发。通过导管24将蒸发的溶液供给到沉积室中，同时，通过导管25将氧化剂气体，比如氧气、臭氧气体、氮氧化物气体或水蒸汽供给到沉积室中。在未说明的附图标记中，21表示基板，22表示感受器、23表示加热器，26表示旋转轴，27表示反应气体出口，29表示反应室。