[發(fā)明專利]含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料及其制備方法在審

申請?zhí)枺?/td>	202211181519.5	申請日：	2022-09-27
公開（公告）號：	CN115612989A	公開（公告）日：	2023-01-17
發(fā)明（設計）人：	陸樟棟	申請（專利權）人：	蘇州輝鉆納米新材料有限公司
主分類號：	C23C14/32	分類號：	C23C14/32;C23C14/06;C23C14/02;C23C14/18;C23C14/22;C23C14/35;C23C14/54;H05F3/00
代理公司：	上海復暨知識產權代理事務所(普通合伙) 31449	代理人：	林鵬
地址：	215513 江蘇省***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	含硅含氧靜電消散薄膜復合新材料及其制備方法
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【說明書】：

本發(fā)明公開了適用于半導體行業(yè)的含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料及其制備方法。本發(fā)明采用了PVD彎管磁過濾電弧物理氣相沉積技術，通過在現(xiàn)有的四面體類金剛石碳基薄膜材料基礎上，額外摻雜硅和氧元素，制備了一種新型的類金剛石碳基薄膜材料，該新材料在成分和結構上都經過改良，與傳統(tǒng)的濕化學表面處理技術制備的材料相比，其性能優(yōu)勢在于精準可控的表面電阻值、超高的表面硬度和耐磨損性能以及良好的化學穩(wěn)定性。

技術領域

本發(fā)明具體適用于半導體行業(yè)的涉及含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料及其制備方法。

背景技術

靜電放電(Electrostatic Dissipation，即ESD)，會對芯片以及包含芯片的電子產品的制造過程和工作運行造成嚴重的損傷。它的主要破壞有兩種，一是由靜電放電產生的電流熱量而導致熱失效，二是由靜電放電感應出過高的電壓導致的擊穿。這兩種危害可能同時發(fā)生在同一個設備中。另外，ESD靜電放電也容易對電子電路造成傳導干擾或者輻射干擾。芯片及電子器件的微小化、操作系統(tǒng)的高速度以及工廠自動化技術的使用使得ESD控制體系成為ESD敏感器件質量控制和可靠性保障的重要因素。通常芯片在遭受ESD后可通俗分為三種狀態(tài)：健康，死亡，受傷。健康的，該芯片有適當?shù)腅SD防護處理，可正常運行幾年時間。死亡的，該芯片沒有ESD防護，而遭受嚴重的ESD損害，不能正常運行。受傷的，該芯片遭受部分損壞，含有潛在的缺陷。雖然短時間內不易發(fā)覺，但是在使用過程中出現(xiàn)過早失效。

現(xiàn)有的類金剛石碳基薄膜材料，無法被直接應用于ESD領域，主要有以下幾個原因：

電阻值偏低(103-105ohms)，小于等于JEDEC行業(yè)的標準(105-109ohms)；并且阻抗不夠穩(wěn)定，在不同的膜層厚度，不同的工件表面粗糙度等情況下，其阻值波動最多能達到三個數(shù)量級。

現(xiàn)有的類金剛石碳基薄膜材料其化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性不夠良好，在100℃左右堿洗的情況下，其電阻值和膜層結合力都無法達到長期的穩(wěn)定狀態(tài)。

綜上所述，ESD應用領域有著一種強烈的市場需求，能找到一種先進的材料來替代掉傳統(tǒng)材料，從而滿足以上的綜合性能要求，解決行業(yè)的新痛點。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有材料的不足之處，提供含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料及其制備方法，解決了采用常規(guī)電弧離子鍍技術鍍膜會影響材料本身阻抗值的穩(wěn)定性的問題。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料，含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料通過PVD彎管磁過濾電弧技術搭配六甲基二硅氧烷的氣體混合技術制備而得；

其中，含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料的原材料來源于固態(tài)的圓形石墨靶，以及六甲基二硅氧烷(HMDSO:C6H18OSi2)氣體；

所述PVD彎管磁過濾電弧技術用于避免鍍膜時鍍膜工件的表面形成液滴，使得液滴影響工件表面的光潔度，保證材料本身阻抗值的穩(wěn)定性；

所述含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料包括以下按照原子百分比的原料：碳元素80-88at％、硅元素10-15at％、氧元素2-7at％。

優(yōu)選地，所述含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料包括以下按照原子百分比的原料：碳元素82-86at％、硅元素11-13at％、氧元素3-5at％。

優(yōu)選地，所述含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料包括以下按照原子百分比的原料：碳元素84at％、硅元素12at％、氧元素4at％。