CN110172669A - 一种氧化物膜层的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种氧化物膜层的制备方法，具体步骤为；接通靶材电源，打开靶材挡板，向靶材与基板之间通入少量氧气，氧气离化为氧原子，将靶材原子溅射向基板上，以使靶材原子与离化的氧原子结合生成氧化物，从而在基板上形成氧化物膜层；关闭靶材电源，关闭靶材挡板，打开阳极层等离子电源，向离子源与基板之间通入氧气，氧气离化为氧离子，在阳极层等离子处出射，打到氧化物膜层基板上，以填充氧化物分子间的空隙；通过采用以上技术方案方法，大大提升氧化硅膜的致密性，提高氧化硅膜的可靠性，延长氧化硅膜的使用寿命。

Description

一种氧化物膜层的制备方法
技术领域
本发明属于氧化膜技术领域，具体涉及一种氧化物膜层的制备方法。
背景技术
电子产品在制作电子线路以及制作表面颜色效果，防反射，防指纹时都需要进行镀膜；膜层结构的致密性直接影响产品的可靠性以及寿命；镀膜过程中靶材原子从靶材往基板沉积的过程中，由于靶材原子较大，且原子之间存在间隙，其间隙不能容纳一个靶材原子，因此靶材原子之间存在做间隙，这种间隙让膜层的结构疏松，造成膜层的致密性低。
发明内容
本发明的目的是针对上述技术中存在的不足之处，提出一种氧化物膜层的制备方法，旨在解决现有氧化硅膜层致密性低的问题。
本发明提供一种氧化物膜层的制备方法，包括以下步骤：
S1：接通靶材电源，打开靶材挡板，向靶材与基板之间通入少量氧气，氧气离化为氧原子，将靶材原子溅射向基板上，以使靶材原子与离化的氧原子结合生成氧化物，从而在基板上形成氧化物膜层；
S2：关闭靶材电源，关闭靶材挡板，打开阳极层等离子电源，向离子源与基板之间通入氧气，氧气离化为氧离子，在阳极层等离子处出射，打到氧化物膜层基板上，以填充氧化物分子间的空隙。
进一步地，靶材为硅靶材；氧化物膜层为氧化硅膜层。
进一步地，硅靶材纯度为99.99％。
进一步地，靶材与基板的距离为5mm～30mm。
进一步地，靶材和所述基板位于真空腔室内。
进一步地，基板在镀膜前需要经过前处理。
进一步地，前处理包括清洗剂、丙酮、酒精和去离子水超声清洗。
进一步地，靶材原子溅射的方式为磁控溅射。
本发明提供的技术方法，以氧化硅膜层为例，选取硅靶材和基板，硅靶材与基板相对设置，将硅靶材通电以使硅原子溅射于基板上，硅原子溅射过程中，在硅靶材与基板间通入少量氧气，以使硅原子与氧原子不充分反应形成氧化硅膜，从而在基板上镀氧化硅膜；关闭硅靶材电源，关闭硅靶材挡板，以停止硅原子从硅靶材上射出，打开阳极层等离子电源，向离子源与基板之间通入氧气，氧气离化为氧离子，在阳极层等离子处出射，打到氧化硅膜层基板上，由于氧离子小于氧化硅分子，氧化硅分子在成膜时会出现间隙，氧离子填充氧化硅分子间的空隙，让氧化硅进一步氧化，形成二氧化硅，以提高氧化硅膜层的致密性；采用上述技术方法，可以避免硅原子在溅射过程中因受到气体原子和电子的碰撞，从而速度降低，能量降低，落到基板时能量不足而导致的氧化硅膜层疏松的问题，不仅大大提升氧化硅膜的致密性，还提高氧化硅膜的可靠性，延长氧化硅膜的使用寿命，有效地提升防反射和防指纹能力，方法简单，适用性强，可适用于其他氧化膜的镀膜。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
以下将结合附图对本发明作进一步说明：
图1 为本发明一种氧化物膜层的制备方法的流程图；
图2 为本发明一种氧化物膜层的制备方法的结构示意图；
图3 为本发明一种氧化硅膜的步骤S1的基板结构示意图；
图4 为本发明一种氧化硅膜的步骤S2的基板结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合；下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图 1所示，本发明提供一种氧化物膜层的制备方法，包括以下步骤：
S1：接通靶材电源，打开靶材挡板，向靶材与基板之间通入少量氧气，氧气离化为氧原子，将靶材原子溅射向基板上，以使靶材原子与离化的氧原子结合生成氧化物，从而在基板上形成氧化物膜层；具体地，靶材为硅靶材，硅靶材与基板相对位置，在磁控溅射过程中，通入反应气体氧气，氧气离化为氧原子，硅原子从硅靶材中出射，和已经离化的氧原子结合生成氧化硅，通入的氧气要保持在一个低水平，以使硅原子和氧原子不能完全反应，从而生成的氧化硅没有充分的氧化，其化学式为SiOx；
S2：关闭靶材电源，关闭靶材挡板，以停止原子射出，打开阳极层等离子电源，向离子源与基板之间通入氧气，氧气离化为氧离子，在阳极层等离子处出射，打到氧化物膜层基板上，以填充氧化物分子间的空隙；具体地，靶材为硅靶材，关闭硅靶材电源，关闭硅靶材挡板，以停止硅原子射出，打开阳极层等离子电源，向离子源与基板之间通入氧气，氧气离化为氧离子，在阳极层等离子处出射，打到氧化硅膜层基板上，由于氧离子的体积远小于已经沉积在基板上面的氧化硅分子，氧离子迅速的填充原来氧化硅分子之间的空隙，氧离子和氧化硅再发生反应生成二氧化硅，以使膜层变得更致密；进一步地，重复镀氧化硅膜，关闭挡板，关闭硅靶材电源，打开阳极层等离子电源同时向离子源与基板之间通入氧气的步骤，可以得到致密更高的氧化硅膜层；采用上述技术方法，还可以避免硅原子在溅射过程中因受到气体原子和电子的碰撞，从而速度降低，能量降低，落到基板时能量不足而导致的氧化硅膜层疏松的问题，不仅大大提升氧化硅膜的致密性，还提高氧化硅膜的可靠性，延长氧化硅膜的使用寿命，有效地提升防反射和防指纹能力，方法简单，适用性强，可适用于其他氧化膜的镀膜。
优选地，结合上述方案，如图 1至图4所示，本实施例中，靶材为硅靶材；氧化物膜层为氧化硅膜层；进一步地，硅靶材纯度为99.99％，以避免反应生成其他氧化物影响氧化硅膜的致密性。
优选地，结合上述方案，如图 1至图4所示，本实施例中，靶材可以是硅、钛、锌、镁、铜、铝、铬等靶材，靶材可以为硅、钛、锌、镁、铜、铝、铬等组合，适用性强，可以满足不同氧化膜层的镀膜，且致密性高，效率高，成膜质量好。
优选地，结合上述方案，如图 1至图4所示，本实施例中，靶材与基板的距离为5mm～30mm，初始基材温度为 15～30 ℃，根据不同的靶材选取不同的距离和基材温度，以提高镀膜的效率和氧化膜的致密性。
优选地，结合上述方案，如图 1至图4所示，本实施例中，靶材和所述基板位于真空腔室内，以减少空气中的杂质和离子影响与硅原子反应，从而影响氧化硅膜的致密性；真空腔室的压强可以为10-4Pa～5×10-3Pa，靶材温度可以为200℃～250℃；通过控制真空腔体压力，能够获得不同结晶程度的氧化膜；控制真空腔室的压力和靶材的温度，可以提高基材在真空腔室内的镀膜效率。
优选地，结合上述方案，如图 1至图4所示，本实施例中，基板在镀膜前需要经过前处理；前处理包括清洗剂、丙酮、酒精和去离子水超声清洗，以去除基板上的灰尘、分子、杂质以及离子等，并用氮气对基板进行吹干处理；具体地，基材前处理可以在20KHz的超声中水洗；对基板进行前处理，避免基材在成膜时因灰尘、分子、杂质以及离子等造成夹渣问题出现，提高基材镀膜的质量，提升氧化膜的致密性，且由于避免夹渣的出现，氧化膜脱落的概率降低，从而提升氧化膜的可靠性，延长氧化膜的使用寿命。
优选地，结合上述方案，如图 1至图4所示，本实施例中，靶材原子溅射的方式为磁控溅射，溅射功率可以为300～1000W，通过控制溅射功率，能够获得不同结晶程度的氧化膜。
本发明提供的技术方法，以氧化硅膜层为例，选取硅靶材和基板，硅靶材与基板相对设置，将硅靶材通电以使硅原子溅射于基板上，硅原子溅射过程中，在硅靶材与基板间通入少量氧气，以使硅原子与离化的氧原子不充分反应形成氧化硅膜，从而在基板表面镀上氧化硅膜；关闭硅靶材电源，关闭硅靶材挡板，以停止硅原子从硅靶材上射出，打开阳极层等离子电源，向离子源与基板之间通入氧气，氧气离化为氧离子，在阳极层等离子处出射，打到氧化硅膜层基板上，由于氧离子小于氧化硅分子，氧化硅分子在成膜时会出现间隙，氧离子填充氧化硅分子间的空隙，让氧化硅进一步氧化，形成二氧化硅，以提高氧化硅膜层的致密性；采用上述技术方法，可以避免硅原子在溅射过程中因受到气体原子和电子的碰撞，从而速度降低，能量降低，落到基板时能量不足而导致的氧化硅膜层疏松的问题，不仅大大提升氧化硅膜的致密性，还提高氧化硅膜的可靠性，延长氧化硅膜的使用寿命，有效地提升防反射和防指纹能力，方法简单，适用性强，可适用于其他氧化膜的镀膜。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述所述技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.一种氧化物膜层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：接通靶材电源，打开靶材挡板，向靶材与基板之间通入少量氧气，氧气离化为氧原子，将靶材原子溅射向基板上，以使靶材原子与离化的氧原子结合生成氧化物，从而在基板上形成氧化物膜层；
S2：关闭靶材电源，关闭靶材挡板，打开阳极层等离子电源，向离子源与基板之间通入氧气，氧气离化为氧离子，在阳极层等离子处出射，打到氧化物膜层基板上，以填充氧化物分子间的空隙。
2.根据权利要求1所述的氧化物膜层的制备方法，其特征在于，所述靶材为硅靶材；所述氧化物膜层为氧化硅膜层。
3.根据权利要求2所述的氧化物膜层的制备方法，其特征在于，所述硅靶材纯度为99.99％。
4.根据权利要求1所述的氧化物膜层的制备方法，其特征在于，所述靶材与所述基板的距离为5mm～30mm。
5.根据权利要求1所述的氧化物膜层的制备方法，其特征在于，所述靶材和所述基板位于真空腔室内。
6.根据权利要求1所述的氧化物膜层的制备方法，其特征在于，所述基板在镀膜前需要经过前处理。
7.根据权利要求6所述的氧化物膜层的制备方法，其特征在于，所述前处理包括清洗剂、丙酮、酒精和去离子水超声清洗。
8.根据权利要求1所述的氧化物膜层的制备方法，其特征在于，所述靶材原子溅射的方式为磁控溅射。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190827

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