CN1168421A - 在不锈钢、合金表面制备绝缘层 - Google Patents

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叶申生
王俭
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Abstract

本发明提供了一种在不锈钢、合金表面制备绝缘层，作有关元器件衬底或绝缘体。其特征是只要依Al、Cr元素产生纯化膜的不锈钢与合金，均可用微电子半导体工艺中制备Al2O3的通用设备和方法，制备该种不锈钢与合金表面Al2O3绝缘层，单一膜龟裂厚度≥4000。

Description

在不锈钢、合金表面制备绝缘层
本发明涉及一种冶金、微电子和精密机械相结合技术，具体地说是在不锈钢、合金表面制备绝缘层。
随着科学技术的发展，现代各技术领域迫切需要不锈钢、合金作衬底的元器件，由于无法解决绝缘层只好用粘接办法予以过渡，但存在着产品不耐高温、易老化、有明显温度、机械负效应问题，所以影响了产品质量和应用范围。
目前，世界少数几个国家虽然能在合金钢表面制备金刚石镀膜，但膜面并不平整，需再经过研磨方可使用，再者当环境温度≥600℃时，金刚石明显气化，从而给后工序加工和应用造成很大困难。
本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种在不锈钢、合金表面制备绝缘层，作有关元器件衬底或绝缘体。
本发明的目的可以通过以下措施来达到：
只要依Al、Cr元素产生纯化膜的不锈钢与合金，均可用微电子半导体工艺中制备Al2O3的通用设备和方法，制备该种不锈钢与合金表面Al2O3绝缘层，单一膜龟裂厚度≥4000。基片粗糙度≤
形成绝缘层机理是Al2O3自身可相结合，Al2O3与Cr2O3能形成固熔体，而且铬离子能替换Al2O3中的铝离子，所以在这类钢与合金表面可制备Al2O3绝缘层。
在半导体工艺中，由于Al2O3钝化膜的物理性能优于SiO2和Si3N4钝化膜而被广泛应用，从而产生多种制备Al2O3钝化膜方法；一类是化学气相淀积法，其中有氧化法、三氯化铝水解法和铝的有机物热解法；另一类是物理气相淀积法(简称PVD法)，其中有等平面阳极氧化法、等离子体阳极氧化法(辉光放电)、射频和直流反应溅射法、电子束蒸发法。
因此，根据绝缘层用途、使用环境和不锈钢与合金规范、选择上述相适应的Al2O3膜制备方法。
实施例：
例1：不锈钢与合金衬底在≤800℃、无机械外力作用条件下工作，则选用化学气相淀积法制备Al2O3绝缘层。
例2：不锈钢与合金衬底在一般或中温条件下工作，则选用物理气相淀积法制备Al2O3绝缘层。
例3：不锈钢与合金衬底在外力作用条件下工作，则依不锈钢与合金的机械强度、抗剪强度、淬火温度、退火温度和工作环境温度综合后，选择相适应的Al2O3膜制备方法，原则是制备方法中的温度严禁≥钢材的退火温度，也不能因与淬火温度相近引起钢材碎化或其它物理生能的变化。
本发明相比现有技术具有如下优点：
1、在净化环境制备后，可立即转入下道微电子工序加工，故无二次污染；
2、由于绝缘层Al2O3膜与钢基片结为一体，故消除了粘接办法的一切弊端和不利因素(如迟滞、蠕变等等)；
3、可在800℃条件下正常工作；
4、Al2O3膜耐腐蚀；
5、抗辐射能力比SiO2和Si3N4强；
6、Al2O3膜的介电常数比SiO2和Si3N4高；
7、Al2O3膜对钠离子阻挡能力强等。
本发明可广泛用于宇宙空间技术、科研、医疗卫生、石油化工、液压机械和生活等各个领域。

Claims (2)

1、一种在不锈钢、合金表面制备绝缘层，其特征是只要依Al、Cr元素产生纯化膜的不锈钢与合金，均可用微电子半导体工艺中制备Al2O3的通用设备和方法，制备该种不锈钢与合金表面Al2O3绝缘层，单一膜龟裂厚度≥4000。
2、根据权利要求1所述的在不锈钢、合金表面制备绝缘层，其特征是基片粗糙度≤
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102453855A (zh) * 2010-10-28 2012-05-16 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 壳体及其制造方法
CN105887146A (zh) * 2016-04-22 2016-08-24 武汉钢铁股份有限公司 一种家用燃气器具用镀层钢带的生产方法

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