[發明專利]應用于J-R型靜電卡盤的氧化鋁陶瓷及其制備方法

有效

• 申請號: 201610603222.1
• 申請日: 2016-07-27
• 公開（公告）號: CN107663080B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 楊鵬遠;朱煜;徐登峰;許巖;侯占杰;成榮;雷忠興;韓瑋琦;王建沖;唐娜娜
• 申請（專利權）人: 北京華卓精科科技股份有限公司
• 主分類號: H01L21/683
• 分類號: H01L21/683;C04B35/10;C04B35/622;B28B1/29
• 代理公司: 北京頭頭知識產權代理有限公司 11729
• 代理人: 劉鋒

本發明公開了一種應用于J?R型靜電卡盤的氧化鋁陶瓷及其制備方法，屬于半導體材料領域。所述氧化鋁陶瓷材料由以下重量份的組分組成：α?氧化鋁82?88％、二氧化鈦7?10％、氧化鎂0.5?2％、二氧化硅2?5.5％。上述氧化鋁陶瓷的制備方法采用流延成型工藝，得到的氧化鋁陶瓷材料體積電阻率在100?1000V電壓范圍內能控制在10⁹?10¹¹Ω·cm之間，可以作為理想的J?R型靜電卡盤的介電材料。

技術領域

本發明涉及半導體材料領域，特別是指一種應用于J-R型靜電卡盤的氧化鋁陶瓷及其制備方法。

背景技術

根據吸附力產生原理的不同，靜電卡盤可分為庫倫型(Coulomb Force)和迥斯熱背型(Johnsen-Rahbek effect，簡稱J-R型)兩類。在庫倫型靜電卡盤裝置中，對介電層材料的體積電阻率一般要求在10¹⁴Ω·cm以上，但對于J-R型靜電卡盤來說，相比庫倫性靜電卡盤，需要介電層能夠適當降低體積電阻率，使體積電阻率控制在一定范圍，來滿足其電學性能要求。

氧化鋁陶瓷因其優異的介電性能，常作為靜電卡盤領域中的介電層材料。通過過渡金屬氧化物的摻雜，選擇合適的助溶劑，與Al₂O₃形成新相或固溶體，可以有效降低氧化鋁陶瓷的體積電阻率，通過調整配方可以實現對體積電阻率的調控，以滿足其作為J-R型靜電卡盤介電層材料的電學性能要求。

目前存在一些氧化鋁陶瓷材料的制備，對氧化鋁的介電性能并未進行更多探索，主要集中在其抗彎強度或熱膨脹等力學性能方面的研究。如中國專利文件CN105585313A公開了一種氧化鋁陶瓷粉料、氧化鋁陶瓷及其制備方法，提供一種氧化鋁陶瓷粉料，按照質量百分含量包括如下組分：85％～95％的氧化鋁粉、2％～6％的二氧化鈦粉、2.5％～8％的氧化鎂粉及0.5％～1.5％的納米陶瓷粉體，其中，所述納米陶瓷粉體為氧化鉻粉或氮化硅粉，該粉料能夠制備出具有較高抗彎強度的氧化鋁陶瓷。但是該產品性能和制備方法對介電性能沒有技術提示，也缺乏相關探索。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種體積電阻率在100-1000V電壓范圍內能控制在10⁹-10¹¹Ω·cm之間的氧化鋁陶瓷及其制備方法。

為解決上述技術問題，本發明提供技術方案如下：

一種應用于J-R型靜電卡盤的氧化鋁陶瓷，其特征在于，所述氧化鋁陶瓷由以下重量份的組分組成：

進一步的，應用于J-R型靜電卡盤的氧化鋁陶瓷，其特征在于，所述氧化鋁陶瓷由以下重量份的組分組成：

上述應用于J-R型靜電卡盤的氧化鋁陶瓷的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：將稱取的二氧化鈦、二氧化硅和氧化鎂粉料混合均勻，然后將混合粉料在900-1100℃下進行預燒3.5-6小時，隨爐冷卻至常溫，然后研磨至粒徑為100-200目，得到第一混合粉料；

步驟2：將所述第一混合粉料與α-氧化鋁混合均勻，然后研磨至粒徑為150-350目，得到第二混合粉料；

步驟3：在所述第二混合粉料中加入有機溶劑和分散劑，進行第一次球磨攪拌；然后加入粘結劑和增塑劑進行第二次球磨攪拌，得到混合漿料；

步驟4：將所述混合漿料在流延機上進行流延，流延結束后將得到的厚度為0.1-1.0mm的流延片進行排膠處理后放入燒結爐在1000-1350℃下燒結2-5.5小時。

進一步的，所述應用于J-R型靜電卡盤的氧化鋁陶瓷的制備方法，其特征在于，所述步驟1中預燒的溫度為950-1050℃，預燒的時間為3.5-4小時。