[發明專利]在基體表面制備含Si/Six

有效

• 申請號: 202010155421.7
• 申請日: 2020-03-09
• 公開（公告）號: CN111235570B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 王靜;王寧;侯保榮;戈成岳;李紅玲
• 申請（專利權）人: 中國科學院海洋研究所
• 主分類號: C23C28/04
• 分類號: C23C28/04;C23C14/35;C23C14/16;C23C16/50;C23C16/34;C23C14/02;C23C16/02
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 李穎

1.一種在基體表面制備含Si/Si_ｘN_ｙ梯度的改性膜的方法，其特征在于：

（1）在真空條件下，利用Si靶磁控濺射物理氣相沉積于處理后的基體表面形成Si過渡層；（2）而后，在此條件下通入氮氣，氬氣與氮氣流量比R=6-3：1，在磁控濺射與化學氣相沉積的共同作用下，通過控制氮氣與氬氣的流量比來控制Si_ｘN_ｙ層的成分比，保持Si靶濺射的同時，通入氮氣，氮氣在等離子中逐步分解成N離子和N原子，然后與Si發生反應，初期等離子中N離子和N原子含量較少，Si含量較多，沉積的膜層中Si與Si₃N₄共同存在，為Si摻雜的Si₃N₄層；隨著等離子中N離子和N原子含量的增多，Si與N發生充分反應，沉積的膜層中，Si的含量逐漸減少，此過程中形成的是一個Si含量逐漸減少，Si₃N₄含量逐漸增多的，成分梯度漸變的Si/Si₃N₄梯度過渡層；（3）所述磁控濺射與化學氣相沉積共同作用沉積后，以氬氣為保護氣體于真空室中冷卻30min；（4）冷卻后經He等離子體轟擊表面，去除表層不穩定結構，形成穩定的Si_ｘN_ｙ層；（5）重復步驟（2），即形成含Si/Si_ｘN_ｙ梯度的改性膜；

所述Si過渡層與穩定的Si_ｘN_ｙ層之間形成10～50納米的成分 漸變的梯度過渡層，進而形成含成分 漸變的梯度的界面互鎖效應，來提高層間結合力的改性膜。

2.按權利要求1所述在基體表面制備含Si/Si_ｘN_ｙ梯度的改性膜的方法，其特征在于：所述處理后的基體為首先采用砂紙對金屬基體進行水磨、拋光；而后依次經丙酮、無水乙醇、去離子水對拋光后金屬基體進行超聲波清洗，清洗后經惰性氣體吹干，吹干后放入真空室中，經氬等離子體濺射清洗基底，待用。

3.按權利要求2所述在基體表面制備含Si/Si_ｘN_ｙ梯度的改性膜的方法，其特征在于：所述基體為軟質金屬的銅或鋁。

4.一種權利要求1所述方法在基體表面制備的含Si/Si_ｘN_ｙ梯度的改性膜，其特征在于：按權利要求1所述方法于基體表面沉積含Si/Si_ｘN_ｙ梯度的改性膜均勻、致密、耐磨、耐蝕、硬度高、與基體結合良好的改性膜。

5.按權利要求4所述的含Si/Si_ｘN_ｙ梯度的改性膜，其特征在于：所述的Si過渡層的厚度為10～50納米；所述的Si/Si₃N₄梯度過渡層和Si_ｘN_ｙ層的總厚度為450～500納米。

6.一種權利要求4所述的含Si/Si_ｘN_ｙ梯度的改性膜的應用，其特征在于：所述含Si/Si_ｘN_ｙ梯度的改性膜在作為電子原器件表面膜中的應用。