[發明專利]三氧化二鋁薄膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201710271598.1
• 申請日: 2017-04-24
• 公開（公告）號: CN107130228B
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發明（設計）人: 王慷慨;熊玉明
• 申請（專利權）人: 美的集團股份有限公司
• 主分類號: C23C18/12
• 分類號: C23C18/12
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 趙天月

本發明提出了三氧化二鋁薄膜及其制備方法，該三氧化二鋁薄膜包括：(1)配置前驅體溶液，其中，該前驅體溶液包括α?Al₂O₃水溶膠、助劑和去離子水；(2)提供干凈的基板，并將基板放入前驅體溶液中進行沉積處理；以及(3)將表面沉積有前驅體溶液的基板進行燒結處理，以便獲得鍍有三氧化二鋁薄膜的基板。本發明所提出的制備方法，獲得的三氧化二鋁薄膜的結晶度高、致密性好，且由于采用了液相化學沉積法，該制備方法具有成本低、設備簡單、操作簡便、鍍膜效率更高的優點，相比于傳統有的氣相沉積法，該方法的工藝流程簡單，還無需高昂的真空維持系統與氣路控制系統，因此具有大規模產業化生產的潛力。

技術領域

本發明涉及氧化鋁薄膜技術領域，具體的，本發明涉及三氧化二鋁薄膜及其制備方法。

背景技術

三氧化二鋁(Al₂O₃)薄膜是一種硬質陶瓷薄膜，具有高絕緣強度、高介電常數、高導熱系數、高熔點、高硬度等諸多優點，常做為硬質薄膜、絕緣薄膜、耐腐蝕保護薄膜、離子阻擋層薄膜使用，例如車床刀頭硬質薄膜、手機屏幕耐刮擦保護膜，等等。目前，高質量Al₂O₃薄膜通常是采用物理氣相沉積或化學氣相沉積方法制備獲得的，具體例如脈沖激光沉積法、磁控濺射沉積法、等離子體增強化學氣相沉積法等。

其中，等離子體增強化學氣相沉積法是采用高能Al₂O₃前驅體，先在基材表面沉積一層Al₂O₃薄膜，該前驅體可以是靶材濺射出Al₂O₃，也可以是Al原子或Al的其他化合物。采用上述方法制備的Al₂O₃薄膜結晶度高、致密性好、與基板的結合力強，但是成本較高、工藝復雜、對設備的要求較高，如專利(CN 101921994A)中涉及的一種原子層沉積超薄Al₂O₃薄膜的方法，其各種工藝條件都較為苛刻：反應室需要超高真空、反應源需要超高純度、反應環境需要高純氣體保護、沉積速率反而低等，因此該方法制備的Al₂O₃薄膜成本較為高昂，效率較低。

因此，目前制備三氧化二鋁薄膜的方法仍有待改進。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。

本發明是基于發明人的下列發現而完成的：

本發明人在研究過程中發現，液相沉積法的前驅體溶液中，新添加的α相的Al₂O₃納米晶體膠具有引晶作用，可在燒結處理過程中引導擬薄水鋁石全部轉化為高質量的三氧化二鋁薄膜，從而在基板的表面能形成高結晶度、高致密性的三氧化二鋁薄膜。如此，相比于現有的氣相沉積法，該方法具有成本低、設備簡單、操作簡便、鍍膜效率更高的優點。

有鑒于此，本發明的一個目的在于提出一種低成本、設備簡單、操作簡便或沉積效率高的制備三氧化二鋁薄膜的方法。

在本發明的第一方面，本發明提出了一種制備三氧化二鋁薄膜的方法。

根據本發明的實施例，所述方法包括：(1)配置前驅體溶液，其中，所述前驅體溶液包括α-Al₂O₃水溶膠、助劑和去離子水；(2)提供干凈的基板，并將所述基板放入所述前驅體溶液中進行沉積處理；以及(3)將表面沉積有所述前驅體溶液的基板進行燒結處理，以便獲得鍍有所述三氧化二鋁薄膜的基板。

發明人意外地發現，采用本發明實施例的制備方法，獲得的三氧化二鋁薄膜的結晶度高、致密性好，且由于采用了液相化學沉積法，該制備方法具有成本低、設備簡單、操作簡便、鍍膜效率更高的優點，相比于傳統有的氣相沉積法，該方法的工藝流程簡單，還無需高昂的真空維持系統與氣路控制系統，因此具有大規模產業化生產的潛力。