特許 6312791 薄膜封止用Ｎ２Ｏ希釈プロセスによるバリア膜性能の向上

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6312791

(24)【登録日】2018年3月30日

(45)【発行日】2018年4月18日

(54)【発明の名称】薄膜封止用Ｎ２Ｏ希釈プロセスによるバリア膜性能の向上

(51)【国際特許分類】

   H05B 33/04 20060101AFI20180409BHJP

   H01L 51/50 20060101ALI20180409BHJP

   H05B 33/10 20060101ALI20180409BHJP

   C23C 16/42 20060101ALI20180409BHJP

【ＦＩ】

   H05B33/04

   H05B33/14 A

   H05B33/10

   C23C16/42

【請求項の数】14

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2016-500984(P2016-500984)

(86)(22)【出願日】2014年3月10日

(65)【公表番号】特表2016-512651(P2016-512651A)

(43)【公表日】2016年4月28日

(86)【国際出願番号】US2014022498

(87)【国際公開番号】WO2014164465

(87)【国際公開日】20141009

【審査請求日】2016年8月16日

(31)【優先権主張番号】61/778,067

(32)【優先日】2013年3月12日

(33)【優先権主張国】US

【早期審査対象出願】

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】390040660

【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

(74)【代理人】

【識別番号】100101502

【弁理士】

【氏名又は名称】安齋 嘉章

(72)【発明者】

【氏名】チョイ ヤング ジン

(72)【発明者】

【氏名】パーク べオム スー

(72)【発明者】

【氏名】チョイ スー ヤング

【審査官】 野尻 悠平

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−２１０５４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／０６７２３０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１０−０２７５６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０２２８２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０８１６３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２２０６４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０３９４６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０３８５２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２１６４５２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｂ ３３／０４

Ｈ０５Ｂ ３３／１０

Ｈ０１Ｌ ５１／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板上に形成されたＯＬＥＤ構造と、
ＯＬＥＤ構造及び基板の露出面上に形成された１以上の無機層を含む、ＯＬＥＤ構造上に形成された多層封止層であって、１以上の無機層のうちの少なくとも１つは、酸素ドープされた窒化ケイ素及び酸化ケイ素（ＳｉＯ）を含む多層封止層とを含み、酸素ドープされた窒化ケイ素は、酸素含有化合物のケイ素含有化合物に対する比率が０．３：１〜３：１を用いて堆積されるＯＬＥＤデバイス。

【請求項2】

無機層の水蒸気透過率は、１００ｍｇ／ｍ^２・日未満である、請求項１記載のＯＬＥＤデバイス。

【請求項3】

ＯＬＥＤ構造は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、及び電子注入層を含む、請求項１記載のＯＬＥＤデバイス。

【請求項4】

１以上の無機層は、窒化ケイ素を含み、−２×１０^９ダイン／ｃｍ^２〜−０．１×１０^９ダイン／ｃｍ^２の応力を有する、請求項１記載のＯＬＥＤデバイス。

【請求項5】

１以上の無機層は、酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、又はそれらの組み合わせを更に含む、請求項１記載のＯＬＥＤデバイス。

【請求項6】

基板上に形成されたＯＬＥＤ構造と、
ＯＬＥＤ構造上に形成された多層封止層であって、
ＯＬＥＤ構造及び基板の上に形成された１以上の有機層と、
１以上の有機層のうちの少なくとも１つの上に形成された１以上の無機層であって、１以上の無機層のうちの少なくとも１つは、酸素含有ガスでドープされた窒化ケイ素及び酸化ケイ素（ＳｉＯ）を含む１以上の無機層とを含み、酸素ドープされた窒化ケイ素は、酸素含有化合物のケイ素含有化合物に対する比率が０．３：１〜３：１を用いて堆積される多層封止層とを含むＯＬＥＤデバイス。

【請求項7】

酸素含有ガスは、亜酸化窒素である、請求項６記載のＯＬＥＤデバイス。

【請求項8】

酸素含有ガスは、一酸化窒素、又はオゾンである、請求項６記載のＯＬＥＤデバイス。

【請求項9】

無機層の水蒸気透過率は、１００ｍｇ／ｍ^２・日未満である、請求項６記載のＯＬＥＤデバイス。

【請求項10】

ＯＬＥＤ構造は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、及び電子注入層を含む、請求項６記載のＯＬＥＤデバイス。

【請求項11】

１以上の無機層のうちの少なくとも１つは、窒化ケイ素を含み、−２×１０^９ダイン／ｃｍ^２〜−０．１×１０^９ダイン／ｃｍ^２の応力を有する、請求項６記載のＯＬＥＤデバイス。

【請求項12】

１以上の無機層は、酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、又はそれらの組合せを更に含む、請求項６記載のＯＬＥＤデバイス。

【請求項13】

無機層は、無機窒化物又は無機酸化物層である、請求項６記載のＯＬＥＤデバイス。

【請求項14】

１以上の無機層は、無機窒化物又は無機酸化物層である、請求項６記載のＯＬＥＤデバイス。

【発明の詳細な説明】

【発明の背景】

【0001】

（発明の分野）
本明細書に開示される実施形態は、概して、化学蒸着（ＣＶＤ）処理を用いた薄膜の堆積に関する。より具体的には、実施形態は、概して、大面積基板上にバリア層を堆積させるための方法に関する。

【0002】

（関連技術の説明）
有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）は、テレビのスクリーン、コンピュータモニタ、携帯電話、その他のハンドヘルドデバイス、又は情報を表示するためのその他のデバイスの製造に使用される。典型的なＯＬＥＤは、個別に通電可能な画素を有するマトリックスディスプレイパネルを形成するように、すべてが基板上に堆積された２つの電極の間に位置する有機材料の層を含むことができる。ＯＬＥＤは、一般的に、２つのガラスパネルの間に配置され、ガラスパネルの縁部は、その中にＯＬＥＤを封止するために密封される。

【0003】

封止は、ＵＶ硬化型エポキシ樹脂のビーズによって固定されたガラス蓋を使用して、不活性雰囲気中で活性材料を密封することによって達成される。硬質封止は、水分及び酸素から活性ＯＬＥＤ材料を保護するために、耐久性及び可撓性のある封止が必要であるフレキシブルディスプレイには適用できない。１つのアプローチは、水分及び酸素の透過に対するバリアとして多層封止構造を使用することである。無機層は、主バリア層として多層封止構造内に組み込むことができる。有機層もまた、応力緩和及び水／酸素拡散チャネル分離層のために組み込むことができる。

【0004】

窒化ケイ素（ＳｉＮ）は、良好なバリア材料として知られており、こうして、それは多層封止構造内の無機バリア層としての可能性を示す。しかしながら、低温（例えば、１００℃以下）で堆積したＳｉＮ膜は、高い圧力を有し、これは膜の剥離（層間剥離としても知られる）又は多膜スタック構造内の不整合問題を誘発する可能性がある。ＯＬＥＤデバイスの層のいくつかの感度のため、ＯＬＥＤ材料上の後続の堆積層は、より低温（例えば、１００℃未満）で堆積する必要があるだろう。

【0005】

このように、下のデバイスを保護するための改良された遮水性能を有する、大面積基板上に封止／バリア膜を堆積する方法が必要である。

【発明の概要】

【0006】

基板上に無機層を堆積させるための方法及び装置が記載される。無機層は、様々なディスプレイ用途に利用される多層封止構造の一部とすることができる。多層封止構造は、バリア層としての１以上の無機層を含み、これによって遮水性能を向上させる。１以上の無機層は、酸素ドープされた窒化ケイ素で構成される。酸素ドープされた窒化ケイ素は、多層封止構造内の剥離又は不整合を防止するために低い応力を維持しながら、低い水蒸気透過率を提供する。

【0007】

一実施形態では、ＯＬＥＤデバイスは、基板上に形成されたＯＬＥＤ構造と、ＯＬＥＤ構造上に形成された多層封止層を含むことができる。多層封止構造は、ＯＬＥＤ構造及び基板の露出面上に形成された１以上の無機層を含むことができ、１以上の無機層のうちの少なくとも１つは、亜酸化窒素（Ｎ_２Ｏ）でドープされた窒化ケイ素を含む。

【0008】

別の一実施形態では、ＯＬＥＤデバイスは、基板上に形成されたＯＬＥＤ構造と、ＯＬＥＤ構造上に形成された多層封止層を含むことができる。多層封止構造は、ＯＬＥＤ構造及び基板の露出面上に形成された第１無機層と、第１無機層上に形成された１以上の有機層と、１以上の有機層のうちの少なくとも１つの上に形成された１以上の第２無機層を含むことができ、１以上の第２無機層のうちの少なくとも１つは、酸素含有ガスでドープされた窒化ケイ素を含む。

【0009】

別の一実施形態では、封止構造を堆積させる方法は、処理チャンバ内に基板を配置する工程と、基板の表面上にＯＬＥＤ構造を形成する工程と、亜酸化窒素とシラン化合物を含む堆積ガスを処理チャンバ内へ流す工程であって、亜酸化窒素とシラン化合物は、約０．３：１〜約３：１の割合で送出される工程と、ＯＬＥＤ構造及び基板の表面上に堆積ガスから無機層を堆積させる工程であって、無機層は、酸素ドープされた窒化ケイ素を含む工程を含む。

【図面の簡単な説明】

【0010】

本発明の上述した構成を詳細に理解することができるように、上記に簡単に要約した本発明のより具体的な説明を、実施形態を参照して行う。実施形態のいくつかは添付図面に示されている。しかしながら、添付図面は本発明の典型的な実施形態を示しているに過ぎず、したがってこの範囲を制限していると解釈されるべきではなく、本発明は他の等しく有効な実施形態を含み得ることに留意すべきである。

【図1】１以上の実施形態で使用可能な処理チャンバである。

【図2】一実施形態に係る、多層封止構造が最上部に堆積されたＯＬＥＤデバイスの断面模式図である。

【図3】一実施形態に係る、基板上に多層封止構造を形成するプロセスを示すフロー図である。

【0011】

理解を促進するために、図面に共通する同一の要素を示す際には可能な限り同一の参照番号を使用している。一実施形態内で開示される要素を特定の説明なしに他の実施形態に有益に使用してもよいと理解される。

【詳細な説明】

【0012】

酸素ドープされた窒化ケイ素バリア層を含むＯＬＥＤ構造及びその製造方法が記載される。無機層は、様々なディスプレイ用途に利用される多層膜スタックの一部とすることができる。多層膜スタックは、バリア層としての１以上の無機層及び１以上の有機層を含み、これによって遮水性能を向上させる。１以上の無機層は、酸素ドープされたＳｉＮで構成することができる。酸素ドープされたＳｉＮは、標準的なＳｉＮと比べて、減少された圧力を示しながら、高い密度を維持する。本明細書に開示される実施形態は、以下の図面を参照してより明確に説明される。

【0013】

本発明は、例示的に、以下に記載され、カリフォルニア州サンタクララにあるアプライドマテリアルズ社（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｉｎｃ．）の一部門であるＡＫＴアメリカから入手可能なプラズマ強化化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）システムなどの処理システム内で使用される。しかしながら、本発明は、他のメーカーから販売されているものを含む他のシステム構成において有用であることを理解すべきである。

【0014】

図１は、本明細書に記載される操作を実行するために使用することができる処理チャンバの概略断面図である。本装置は、１以上の膜を基板１２０上に堆積することができるチャンバ１００を含む。チャンバ１００は、概して、処理容積を画定する、壁１０２、底部１０４、及びシャワーヘッド１０６を含む。基板支持体１１８は、処理容積内に配置される。処理容積は、スリットバルブ開口部１０８を介してアクセスされ、これによって基板１２０は、チャンバ１００の内外に搬送することができる。基板支持体１１８は、基板支持体１１８を上下動するアクチュエータ１１６に結合することができる。リフトピン１２２が、基板支持体１１８を貫通して移動自在に配置され、これによって基板受け面へ及び基板受け面から基板を移動する。基板支持体１１８はまた、基板支持体１１８を所望の温度に維持するための加熱及び／又は冷却要素１２４を含むことができる。基板支持体１１８はまた、ＲＦリターンストラップ１２６を含むことができ、これによって基板支持体１１８の周囲にＲＦリターンパスを提供する。

【0015】

シャワーヘッド１０６は、締結機構１４０によってバッキングプレート１１２に結合することができる。シャワーヘッド１０６は、１以上の締結機構１４０によってバッキングプレート１１２に結合することができ、これによってシャワーヘッド１０６の垂下の防止及び／又は真直度／曲率の制御を助長する。

【0016】

ガス源１３２は、バッキングプレート１１２に結合され、これによってシャワーヘッド１０６内のガス通路を介してシャワーヘッド１０６と基板１２０の間の処理領域へ処理ガスを供給することができる。ガス源１３２は、とりわけ、ケイ素含有ガス供給源、酸素含有ガス供給源、及び炭素含有ガス供給源を含むことができる。１以上の実施形態と共に使用可能な典型的な処理ガスは、シラン（ＳｉＨ_４）、ジシラン、Ｎ_２Ｏ、アンモニア（ＮＨ_３）、Ｈ_２、Ｎ_２、又はそれらの組み合わせを含む。

【0017】

真空ポンプ１１０は、チャンバ１００に結合され、これによって処理容積を所望の圧力に制御する。ＲＦ電源１２８は、整合ネットワーク１５０を介してバッキングプレート１１２及び／又はシャワーヘッド１０６へ結合し、これによってＲＦ電流をシャワーヘッド１０６に供給することができる。ＲＦ電流は、シャワーヘッド１０６と基板支持体１１８の間に電界を生成し、これによってシャワーヘッド１０６と基板支持体１１８の間にガスからプラズマを生成することができる。

【0018】

リモートプラズマ源１３０（例えば、誘導結合リモートプラズマ源１３０）を、ガス供給源１３２とバッキングプレート１１２の間に結合することもできる。基板を処理する間に、洗浄ガスをリモートプラズマ源１３０に供給し、これによってリモートプラズマを生成することができる。リモートプラズマからのラジカルが、チャンバ１００に供給され、これによってチャンバ１００のコンポーネントを洗浄することができる。洗浄ガスは、シャワーヘッド１０６に供給されるＲＦ電源１２８によって更に励起することができる。

【0019】

シャワーヘッド１０６は、更に、シャワーヘッドサスペンション１３４によってバッキングプレート１１２に結合することができる。一実施形態では、シャワーヘッドサスペンション１３４は、可撓性のある金属製スカートである。シャワーヘッドサスペンション１３４は、シャワーヘッド１０６を載置することができるリップ１３６を有することができる。バッキングプレート１１２は、チャンバ１００を密閉するチャンバ壁１０２に結合された棚部１１４の上面に載置することができる。

【0020】

図２は、一実施形態に係る最上部に堆積された多層封止構造２０４を有するＯＬＥＤデバイス２００を示す。多層封止構造２０４は、本明細書に記載される方法を用いて、基板２０２上に堆積させることができる。一実施形態では、陽極層２０８は、ガラス又はプラスチック（例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）又はポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ））で作ることができる基板２０２上に堆積される。１以上の実施形態で使用可能な陽極層２０８の一例は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）である。一実施形態では、陽極層２０８は、約２００オングストローム〜約２０００オングストロームの厚さを有することができる。

【0021】

陽極層２０８（例えば、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）層）が、基板２０２上に堆積された後、有機スタック２２０が、陽極層２０８の上に堆積される。有機スタック２２０は、正孔注入層２１０、正孔輸送層２１２、発光層２１４、電子輸送層２１６、及び電子注入層２１８を含むことができる。５つの層のすべてが、ＯＬＥＤデバイス２０６の有機スタック２２０を構築するために必要であるわけではないことに留意すべきである。一実施形態では、正孔輸送層２１２及び発光層２１４のみを使用して、有機スタック２２０を形成する。堆積した後、有機スタック２２０は、パターニングされる。

【0022】

有機スタック２２０の表面をパターニングした後、陰極層２２２を次いで堆積し、パターニングする。陰極層２２２は、金属、金属の混合物、又は金属の合金とすることができる。陰極材料の一例は、約１０００オングストローム〜約３０００オングストロームの厚さの範囲内のマグネシウム（Ｍｇ）、銀（Ａｇ）、及びアルミニウム（Ａｌ）の合金である。

【0023】

ＯＬＥＤデバイス２０６の構築が完了した後に、多層封止構造２０４が、基板表面の最上部に堆積される。一実施形態では、多層封止構造２０４は、約５００オングストローム〜約５００００オングストローム（例えば、約２０００オングストローム〜約５００００オングストロームの間）の範囲内の厚さに堆積された無機窒化膜、無機酸化膜、及び高分子系有機膜の薄層を含む。一実施形態では、とりわけ、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）、酸化ケイ素（ＳｉＯ）、及び炭化ケイ素（ＳｉＣ）を封止材料として使用することができる。

【0024】

本発明の一実施形態は、基板２０１上に堆積された多層封止構造２０４が、バリア／封止材料（例えば、無機窒化物、無機酸化物膜、及び高分子系有機材料）の１以上の層を含むことを提供する。１以上の追加の材料層（例えば、様々な炭素含有材料及び高分子系有機材料、及び低誘電率材料（例えば、アモルファスカーボン、ダイヤモンドライクカーボン、炭素ドープされたケイ素含有材料等）が、多層封止構造２０４内に堆積され、これによって接着性を向上させ、多層封止構造２０４を柔らかくする。

【0025】

多層封止構造２０４は、１以上の有機層及び１以上の無機層を含むことができる。上述したように、無機層は、一般的に、バリア特性を提供し、一方、有機層は、一般的に、多層封止構造２０４の可撓性を増加させる。一実施形態では、多層封止構造２０４は、第１無機層２２４、第２無機層２２８、及び第１無機層２２４と第２無機層２２８との間に挟まれた有機層２２６を含む。別の言い方をすると、有機層は、１以上の無機層のうちのいずれかの間、又は１以上の無機層のうちのいずれかに接触している１以上の層として堆積させることができる。更なる実施形態は、１以上の無機層のみを使用することができる。

【0026】

一実施形態では、約１０００オングストロームの厚さを有する多層封止構造２０４が、その後、基板２０２及びＯＬＥＤデバイス２０６の表面上に堆積される。多層封止構造２０４は、水分及び酸素がＯＬＥＤデバイス２０６及び／又は基板２０２内に浸透するのを防ぐことができる。多層封止構造２０４は、共通のチャンバ内で堆積させることができ、これによって第１無機層２２４、第２無機層２２８、及び有機層２２６の両方が、真空を破ることなく同一チャンバ内で堆積される。

【0027】

１以上の無機層は、ケイ素（例えば、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、酸素ドープされたＳｉＮ、又は他のケイ素を含有する組成物からなる層）を含むことができる。酸素ドープされたＳｉＮは、酸素を含む任意のドーパント（例えば、Ｏ_２又はＮ_２Ｏ）でドープされたＳｉＮを含むことができる。１以上の無機層のうちの少なくとも１つは、酸素ドープされたＳｉＮからなるべきである。酸素ドープされたＳｉＮは、−１．０＊１０^９ダイン／ｃｍ^２未満の応力を有することができる。

【0028】

理論に束縛されることを意図するものではないが、−１．０＊１０^９ダイン／ｃｍ^２未満の応力は、層の剥離を防止するために望ましいと考えられている。層内の高い応力は、下地層からの層の分離を引き起こす可能性がある。後続の層内の応力は、前の層内の応力に複合する可能性があるので、この効果は、多層構造内で悪化する。単一層内の応力及び全体としての構造内の応力の両方は、膜の剥離を引き起こす可能性があり、これは封止構造の場合、水分及び大気の状態が、敏感な部品に到達してデバイス故障を引き起こす可能性がある。酸素ドープされたＳｉＮ層を堆積することにより、低い応力層を使用しながら、低い水蒸気透過率を維持することができる。

【0029】

図３は、一実施形態に係る、基板上に多層封止構造を形成するプロセス３００を示すフロー図である。プロセス３００は、ステップ３０２にあるように、処理チャンバ内に基板を配置することで始まる。このステップでは、基板は、基板支持アセンブリ上に配置され、処理領域内に移動される。基板は、薄膜の堆積で使用される標準的な基板（例えば、金属、有機材料、シリコン、ガラス、石英、高分子材料又はプラスチック（例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）又はポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ））の薄いシート）とすることができる。更に、任意の適切な基板サイズを処理することができる。適切な基板サイズの例は、約２０００平方センチメートル以上（例えば、約４０００平方センチメートル以上（例えば、約１００００平方センチメートル以上））の表面積を有する基板を含む。一実施形態では、約９００００平方センチメートル以上の表面積を有する基板を処理することができる。以下に説明する実施形態は、５５００平方センチメートルの基板に関する。

【0030】

ＯＬＥＤ構造は、その後、ステップ３０４にあるように、配置された基板の表面上に形成される。ＯＬＥＤ構造は、図２を参照して記載されるように、陽極層及び陰極層と共に、少なくとも正孔輸送層及び発光層を含む。しかしながら、ＯＬＥＤ構造は、上述のすべての５つの層並びに陽極及び陰極層又はそれらの機能的均等物を含むことができる。

【0031】

ＯＬＥＤ構造を形成した後、ステップ３０６にあるように、酸素含有ガス（例えば、Ｎ_２Ｏ）及びシラン化合物（例えば、ＳｉＨ_４）を含む堆積ガスが、処理チャンバ内に流される。酸素含有ガスとシラン化合物は、約０．３：１〜約３：１の割合で送出される。酸素含有ガスは、Ｎ_２Ｏ、一酸化窒素（ＮＯ）、五酸化二窒素（Ｎ_２Ｏ_５）、四酸化二窒素（Ｎ_２Ｏ_４）、Ｏ_２、Ｏ_３、又はそれらの組み合わせを含むことができる。シラン含有ガスは、ＳｉＨ_４、ジシラン、これらの誘導体及びこれらの組み合わせを含むことができる。堆積ガスは、Ｈ_２、Ｎ_２、ＮＨ_３、不活性ガス又はこれらの組み合わせを更に含むことができる。低い温度を維持するために、堆積ガスは、プラズマ源を使用して活性化される。

【0032】

堆積ガスを用いて、無機層は、ステップ３０８にあるように、ＯＬＥＤ構造及び基板の表面上に堆積される。無機層は、酸素ドープされたＳｉＮを含む。一実施形態では、酸素ドープされたＳｉＮは、上記の方法によって、酸素含有化合物（例えば、Ｎ_２Ｏ）でドープされたＳｉＮを含む。堆積された酸素ドープされたＳｉＮ層は、２０Å〜１０００Åの厚さとすることができる。更に、複数の酸素ドープされたＳｉＮ層を、封止構造を形成するのに使用することができる。酸素ドープされたＳｉＮ層は、当技術分野で知られている有機又は無機膜（例えば、ＳｉＯ）と組み合わせて使用することができる。酸素ドープされたＳｉＮ層は、封止構造の任意の層として堆積させることができ、封止構造の他の堆積された層の間に挟まれてもよい。例えば、酸素ドープされたＳｉＮ層は、有機層と無機層の間、有機層と有機層の間、又は無機層と無機層の間に堆積させることができる。無機層は、酸素ドープされたＳｉＮ層を含むことができる。

【0033】

理論に拘束されることを意図するものではないが、酸素含有化合物を用いたドーピングは、低温で堆積された窒化ケイ素層に固有の応力を低減することができると考えられている。ＯＬＥＤ構造は、１００℃を超える温度に敏感である。ＯＬＥＤ構造を形成した後に封止構造が堆積されるので、封止構造は、下地のＯＬＥＤの機能に影響を及ぼさない温度で堆積させることができる。一実施形態では、封止構造は、９０℃よりも低い温度（例えば、８５℃以下の温度）で堆積される。約０．３：１〜約３：１の酸素含有化合物のシラン化合物に対する比を用いて窒化ケイ素層を堆積させることによって、ＳｉＮは、酸素含有化合物でドープされる。この堆積プロセスは、１００℃未満の温度で、標準的なＳｉＮ層と比較して良好な均一性及び低い応力で、及び（１００ｍｇ／ｍ^２・日未満（例えば、７５ｍｇ／ｍ^２・日未満）のＷＶＴＲを有する）低い水蒸気透過率で実行することができる。

【0034】

下記の表１は、前で開示した１以上の実施形態を用いた実験データからの例を示す。堆積は、カリフォルニア州サンタクララにあるアプライドマテリアルズ社から入手可能なＡＫＴ−５５００ ＰＸ ＰＥＣＶＤチャンバ内で実行され、処理された基板のｓｃｃｍ／ｃｍ^２で統一された。本明細書に記載される実施形態は、異なるサイズの基板及び異なるサイズのチャンバを補償するために拡大又は縮小させることができると理解されるべきである。以下に記載される例の各々に示されるように、堆積パラメータ（例えば、流量、温度、及び圧力）は、Ｎ_２Ｏ流量を除いて同じに維持された。

【表1】

【0035】

第１の例は、Ｎ_２Ｏによるドープ無しのＳｉＮ層用堆積パラメータを示す。この例では、ＳｉＨ_４、ＮＨ_３、Ｎ_２、及びＨ_２は、それぞれ９６０、２１８０、５４８０、及び９１２８ｓｃｃｍで送出される。ＳｉＮ層は、８５℃で、４０００ＷのＲＦプラズマの存在下で、１６００ミリトールの圧力で堆積される。Ｎ_２Ｏ無しで堆積されたＳｉＮ層は、４０ｍｇ／ｍ^２・日の水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）、１．８６３の屈折率、及び−３．０９＊１０^９ダイン／ｃｍ^２の比較的高い圧縮応力を有する。

【0036】

第２の例は、５００ｓｃｃｍのＮ_２ＯによるＳｉＮ層用堆積パラメータを示す。この例では、ＳｉＨ_４、ＮＨ_３、Ｎ_２、及びＨ_２は、それぞれ９６０、２１８０、５４８０、及び９１２８ｓｃｃｍで送出される（Ｎ_２Ｏ：ＳｉＨ_４の比は、０．５２：１）。ＳｉＮ層は、８５℃で、４０００ＷのＲＦプラズマの存在下で、１６００ミリトールの圧力で堆積される。堆積された酸素ドープされたＳｉＮ層は、３５ｍｇ／ｍ^２・日の水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）、１．７９５の屈折率、及び−１．６８＊１０^９ダイン／ｃｍ^２のより低い圧縮応力を有する。

【0037】

第３の例は、１０００ｓｃｃｍのＮ_２ＯによるＳｉＮ層用堆積パラメータを示す。この例では、ＳｉＨ_４、ＮＨ_３、Ｎ_２、及びＨ_２は、それぞれ９６０、２１８０、５４８０、及び９１２８ｓｃｃｍで送出される（Ｎ_２Ｏ：ＳｉＨ_４の比は、１．０４：１）。層は、８５℃で、４０００ＷのＲＦプラズマの存在下で、１６００ミリトールの圧力で堆積される。堆積された酸素ドープされたＳｉＮ層は、７５ｍｇ／ｍ^２・日の水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）、１．７４４の屈折率、及び−１．０７＊１０^９ダイン／ｃｍ^２の圧縮応力を有する。

【0038】

第４の例は、２０００ｓｃｃｍのＮ_２ＯによるＳｉＮ層用堆積パラメータを示す。この例では、ＳｉＨ_４、ＮＨ_３、Ｎ_２、及びＨ_２は、それぞれ９６０、２１８０、５４８０、及び９１２８ｓｃｃｍで送出される（Ｎ_２Ｏ：ＳｉＨ_４の比は、２．０８：１）。ＳｉＮ層は、８５℃で、４０００ＷのＲＦプラズマの存在下で、１６００ミリトールの圧力で堆積される。堆積された酸素ドープされたＳｉＮ層は、８１ｍｇ／ｍ^２・日の水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）、１．６７８の屈折率、及び−０．４４＊１０^９ダイン／ｃｍ^２の圧縮応力を有する。

【0039】

第５の例は、３０００ｓｃｃｍのＮ_２ＯによるＳｉＮ層用堆積パラメータを示す。この例では、ＳｉＨ_４、ＮＨ_３、Ｎ_２、及びＨ_２は、それぞれ９６０、２１８０、５４８０、及び９１２８ｓｃｃｍで送出される（Ｎ_２Ｏ：ＳｉＨ_４の比は、２．０８：１）。ＳｉＮ層は、８５℃で、４０００ＷのＲＦプラズマの存在下で、１６００ミリトールの圧力で堆積される。堆積された酸素ドープされたＳｉＮ層は、８１ｍｇ／ｍ^２・日の水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）、１．６３４の屈折率、及び−０．４４＊１０^９ダイン／ｃｍ^２の圧縮応力を有する。

【0040】

例示的な堆積されたＳｉＮ層では、ＳｉＨ_４の濃度と比べてＮ_２Ｏ濃度が増加するにつれて、応力は減少する。しかしながら、ＷＶＴＲもまた、ＳｉＨ_４の濃度と比べてＮ_２Ｏ濃度が増加するにつれて増加する。したがって、ＷＶＴＲ及び応力は、Ｎ_２Ｏ：ＳｉＨ_４の比が０．３：１〜３：１の間（例えば、０．５：１〜３：１の割合）で最適である。

【0041】

（結論）
要約すると、無機層（例えば、ＳｉＮ層）は、ＯＬＥＤデバイスのためのバリア層として堆積される。ＳｉＮは、非常に低い水蒸気透過率で堆積させることができるが、低温での堆積は、圧縮応力の高いＳｉＮ層を作る。本明細書に記載される実施形態では、酸素含有ガスが、ＳｉＮ層の堆積中に導入され、これによって優れた水蒸気透過率を維持しながら、層の応力を低減させる。

【0042】

上記は本発明の実施形態を対象としているが、本発明の他の及び更なる実施形態は本発明の基本的範囲を逸脱することなく創作することができ、その範囲は以下の特許請求の範囲に基づいて定められる。

【図1】

【図2】

【図3】