[发明专利]一种耐腐蚀抗静电的硅薄膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种保护膜，尤其涉及一种耐腐蚀抗静电的硅薄膜的制备方法。

背景技术

长期暴露在恶劣环境条件下的工件表面必须有一层保护膜以保护工件不受腐蚀。目前工件表面耐腐蚀的方法较多，例如工件表面油漆，表面喷塑，表面阳极氧化，表面采用耐腐蚀金属等。这些防腐蚀的方法或者成本昂贵，或者对环境有污染，或者耐高温或抗紫外线性能不佳，容易老化。

另一方面，抗静电也是不少工件表面需要处理的一道工序。不少电子器件、军事装备、航空航天器材等均对抗静电能力有要求。目前抗静电薄膜材料按生产方法主要有两大类，一种是在高分子材料中添加一定量的抗静电粒子形成抗静电薄膜；另一种方法是把抗静电粒子溶解于树脂或乳液中形成抗静电涂料，再将涂料涂覆在材料上。上述两种方法都采用了有机材料作为抗静电膜的基材，因此耐高温和耐低温性能有限，抗紫外线性能不佳。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种耐腐蚀抗静电的硅薄膜的制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种耐腐蚀抗静电的硅薄膜的制备方法，具体步骤如下：

(1)以硅材料作为靶材，硅靶放置在脉冲激光沉积设备的沉积室中，激光束经聚焦后透过窗口照射在硅靶表面；

(2)清洗待镀膜工件表面，除去工件表面的沾污，然后烘干；

(3)将工件放入激光脉冲沉积设备的沉积室中，与硅靶的距离为3-15厘米。抽真空至真空室内压强小于0.01Pa；

(4)开启高能脉冲激光器，利用激光脉冲使硅靶表面局部瞬间蒸发，在待镀膜工件表面沉积一层硅薄膜。

本发明的有益效果是：本发明耐腐蚀抗静电的硅薄膜的制备方法沉积工艺简单，生成过程及产物没有有毒有害产生，获得的硅薄膜抗静电、耐腐蚀，可在高温和低温性下工作，化学性能十分稳定，而且具有很强的抗紫外线能力。

具体实施方式

硅是一种性能十分稳定的材料，熔点高达1420℃，常温下很难与其他物质发生化学反应。另外，硅在常温下是一种典型的半导体材料，常温下有一定的导电能力，特别是掺入施主或受主后，硅的导电能力可大大提高，因此抗静电性能非常好。

本发明以硅为靶材，利用脉冲激光瞬间蒸发硅靶，在工件表面上沉积硅膜。本发明所用制备硅膜的脉冲激光沉积法不需对工件进行加热，沉积硅膜的过程完全可以在常温下进行，因此，本发明涉及的脉冲激光沉积法可以在各种有机、无机固体表面沉积硅膜。

本发明耐腐蚀抗静电的硅薄膜的制备方法，具体步骤如下：

1、以硅材料作为靶材，硅靶放置在脉冲激光沉积设备的沉积室中，激光束经聚焦后透过窗口照射在硅靶表面；

2)清洗待镀膜工件表面，除去工件表面的沾污，然后烘干；

3)将工件放入激光脉冲沉积设备的沉积室中，与硅靶的距离为3-15厘米。抽真空至真空室内压强小于0.01Pa；

4)开启高能脉冲激光器，利用激光脉冲使硅靶表面局部瞬间蒸发，在待镀膜工件表面沉积一层硅薄膜。

下面根据具体实施例详细说明本发明，本发明的目的和效果将变得更加明显。

实施例1

玻璃基板上沉积硅膜。

首先，在酒精溶液中超声波清洗基板表面以除去表面沾污，然后放入60℃的烘箱中烘干。

以电阻率为30Ωcm的直拉硅材料作为靶材，硅靶直径为6cm，厚度5mm。激光器的波长为1064nm，单脉冲功率为2000mJ，脉冲频率为3Hz。

然后，将工件衬底放入激光脉冲沉积设备的真空室中，抽真空至10^-4Pa，开启激光器进行沉积，沉积时间30分钟。用台阶仪测量其厚度为120nm，用电阻表测得该硅薄膜的电阻为10MΩ，测量时两表棒距离为1cm。盐酸蒸汽中暴露1分钟后，硅薄膜表面没有明显的腐蚀痕迹。

实施例2

在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜上上沉积硅膜。

以电阻率为0.005Ωcm的n型重掺硅材料作为靶材，硅靶直径为6cm，厚度5mm。激光器的波长为1064nm，单脉冲功率为2000mJ，脉冲频率为10Hz。

然后，将工件衬底放入激光脉冲沉积设备的真空室中，抽真空至10^-4Pa，开启激光器进行沉积，沉积时间30分钟。用台阶仪测量其厚度为350nm，利用电子表测得该硅薄膜的方块电阻为1kΩ，测量时两表棒距离为1cm。盐酸蒸汽中暴露1分钟后，硅薄膜表面没有明显的腐蚀痕迹。

上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。