[發明專利]一種應用于電阻法真空蒸鍍鋁厚膜設備的專用夾具

在審

• 申請號: 201910054977.4
• 申請日: 2019-01-21
• 公開（公告）號: CN109594051A
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 單慶;孫盼;單驍;羅怡;徐征
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C23C14/50
• 分類號: C23C14/50;C23C14/26;C23C14/14
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠

本發明屬于微納制造技術領域，提供了一種應用于電阻法真空蒸鍍鋁厚膜設備的專用夾具。該專用夾具為左右對稱結構，包括左夾具、左電極、第一鎢絲蓋板、第一鎢絲、第二鎢絲、鋁環、第二鎢絲蓋板、右電極和右夾具。使用蒸發源鋁環的用量是改造前用量約2.5倍，蒸發源鋁環用量增加后，單次蒸鍍的極限厚度由幾百納米尺度級別增加至微米尺度級別，通過增加蒸發源鋁環的用量可顯著改善鍍膜的極限厚度。使用改造后夾具及鎢絲蒸鍍鋁膜時，當樣品與蒸發源之間距離加長，兩者之間夾角為71.4°，此時單次可蒸鍍鋁膜極限厚度為微米尺度級別，本夾具達到蒸鍍鋁厚膜的目的。

技術領域

本發明涉及一種應用于電阻法真空蒸鍍鋁厚膜設備的專用夾具，用于金屬鋁厚膜的真空蒸鍍沉積，屬于微納制造技術領域。

背景技術

真空蒸鍍鋁膜是基于物理氣相沉積原理的薄膜制作方法，指在真空腔室中，把所要蒸發的金屬加熱到較高的溫度，使其原子獲得足夠高的能量，脫離金屬材料表面的束縛，蒸發轉移到襯底表面并形成薄膜的過程。真空蒸鍍具有設備簡單、操作容易、成膜速率快等優點。其中電阻加熱蒸發是利用夾具將加熱源鎢絲固定在兩電極間，并將高純鋁環作為蒸發源懸掛在鎢絲表面，對鎢絲施加電流產生焦耳熱，使懸掛在其上的鋁環蒸發，在樣品表面凝結后形成鋁薄膜。電阻加熱方法操作簡單、蒸發速率較快，但對加熱源要求較高，如加熱源需具有較高熔點、較低的飽和蒸汽壓、高化學穩定性等。原有夾具存在的問題是蒸鍍鋁膜較薄，真空蒸鍍鋁膜一次所作的薄膜厚度通常是幾百納米尺度級別問題。而隨著MEMS技術的推廣應用，在半導體器件場合，需要大量厚度在微米尺度級別的薄膜。如金屬引線鍵和，由于金屬鋁膜具有良好的電學性能，一般作為電極使用，在引線鍵鍵合時，為避免鍵和過程中探針破壞電極結構，要求鋁膜厚度較厚,如果多次蒸鍍，會帶來薄膜結合力差等問題，所以迫切需要改進蒸鍍設備，使其具備蒸發厚膜的能力。

發明內容

本發明提供一種應用于電阻法真空蒸鍍鋁厚膜設備的專用夾具。是解決普通蒸鍍設備蒸鍍鋁膜的極限厚度比較低，只有幾百納米尺度級別的問題，本發明提出針對固定蒸鍍鋁膜用鎢絲夾具的設計，用來加長鎢絲，在不改變腔室大小情況下，增加蒸發源鋁環懸掛量，從而提高單次蒸鍍厚度，實現微米尺度級別薄膜的制作，達到真空蒸鍍鋁厚膜的目的。本夾具用于在鎢絲上懸掛蒸發源鋁環，固定鎢絲的專用夾具，在進行電阻加熱蒸鍍鋁時，用夾具將加熱源鎢絲固定在兩電極上，并將蒸發源高純鋁環懸掛在鎢絲表面，對加熱源施加電流產生焦耳熱，使懸掛在加熱源鎢絲上的鋁環蒸發，在樣品表面凝結后形成薄膜。

本發明的技術方案：

一種應用于電阻法真空蒸鍍鋁厚膜設備的專用夾具，該專用夾具為左右對稱結構，包括左夾具1、左電極3、第一鎢絲蓋板6、第一鎢絲7、第二鎢絲8、鋁絲9、第二鎢絲蓋板10、右電極12和右夾具14；

所述的左夾具1和右夾具14分別與第一螺栓2和第六螺栓15配合，對應夾持左電極3和右電極12；左夾具1和右夾具14結構相同，分為固定電極端和固定鎢絲端；

所述的第一鎢絲7和第二鎢絲8水平固定在左夾具1和右夾具14之間，分別通過第一鎢絲蓋板6、第二鎢絲蓋板10、左夾具1和右夾具14的固定鎢絲端及螺栓配合進行固定；第一鎢絲7和第二鎢絲8的每個螺旋上面懸掛一組蒸鍍用的鋁環9。