[发明专利]一种氧化硅膜材料及其制备方法

权利要求书

1.一种氧化硅膜材料，其特征在于，所述氧化硅膜材料的厚度为101-102nm；且在四英寸基底范围内，薄膜不均匀性低于0.5％；

其中，所述不均匀性的计算方法为：薄膜不均匀性＝(最大值-最小值)/(平均值×2)×100％，四英寸基底范围内，所测不同点数不少于17个。

2.如权利要求1所述的氧化硅膜材料，其特征在于，所述氧化硅膜材料的组分为SiO_x，其中1≤x≤2。

3.一种如权利要求1或2所述的氧化硅膜材料的制备方法，其特征在于，所述方法为：

将衬底置于高密度等离子体增强化学气相沉积设备腔体中，通入O₂气体和SiH₄气体作为反应气体，通入氩气作为载体和保护气体，进行气相沉积，获得百纳米氧化硅膜材料；

其中，控制高密度等离子体增强化学气相沉积设备腔体的工作温度为200～260℃，工作压力为1～3Pa，功率为100～200W；

其中，所述气相沉积的时间为4～6min；所述SiH₄气体与O₂气体的体积比为8～12，SiH₄气体与氩气的体积比为0.5～2。

4.如权利要求3所述的氧化硅膜材料的制备方法，其特征在于，所述衬底为P型掺杂单晶硅、N型掺杂单晶硅或金属中的任意1种；或在上述衬底上制备一层均匀的金属或非金属薄膜作为衬底。

5.如权利要求4所述的氧化硅膜材料的制备方法，其特征在于，所述P型掺杂单晶硅、N型掺杂单晶硅衬底进行如下预处理：用HF酸浸泡后用去离子水清洗，然后干燥；

优选地，所述HF酸的质量浓度为2～10％，进一步优选为5％；

优选地，所述用HF酸浸泡的时间为0.5～10min，进一步优选为3min。

6.如权利要求4所述的氧化硅膜材料的制备方法，其特征在于，所述金属衬底进行如下预处理：用丙酮和异丙醇酸分别超声清洗，然后干燥；所述超声时间优选为5min。

7.如权利要求3～6之一所述的氧化硅膜材料的制备方法，其特征在于，步骤2)所述硅烷、氩气和氨气的纯度均大于99.99％，其中硅烷为95％氩气混合的气体；所述氧化硅膜材料的制备方法中，控制高密度等离子体增强化学气相沉积设备腔体的工作温度为230℃，工作压力为2Pa，功率为171W；所述气相沉积的时间为4～6min；所述SiH₄气体与O₂气体的体积比为10，所述SiH₄气体与氩气的体积比为1.0。

8.如权利要求3～7之一所述的氧化硅膜材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)将衬底置于高密度等离子体增强化学气相沉积设备腔体中，抽真空使背底真空度为1×10^-4～1×10^-6Pa，加热衬底到200～260℃；

(2)按1:(8～12)的体积比通入O₂气体和SiH₄作为反应气体，通入氩气作为载气和保护气体，调整工作气压为1～3Pa，功率为120～200W，进行化学气相沉积4～6min；

(3)在保护性气体的气氛下，降至室温，得到权利要求1或2所述的氧化硅膜材料。

9.如权利要求3～8之一所述的氧化硅膜材料的制备方法，其特征在于，步骤3)所述的保护性气体为惰性气体；所述惰性气体优选氩气。

10.一种如权利要求1或2所述的氧化硅膜材料的用途，其特征在于，所述氧化硅膜材料作为绝缘层、保护膜或光学膜，应用于半导体、微波、光电子以及光学器件等领域。