[发明专利]一种基于颗粒状镀料的真空镀膜方法、基片和设备

说明书

本发明公开了一种基于颗粒状镀料的真空镀膜方法、基片和设备，方法包括镀料放置步骤和位于镀料放置步骤之后的真空镀膜步骤；所述镀料放置步骤包括以下子步骤：在置放镀料的容器中放置大颗粒镀料；在大颗粒镀料间的孔隙中填充小颗粒镀料。本发明使得置放镀料的容器中的镀料间孔隙相对较小，从而使得当加热光(电子束或离子束)发射到颗粒状镀料进行真空镀膜时、减少因发射到孔隙造成高压的状态变化而发生小爆炸使镀料飞溅出来的情况，从而大大减少在镀料加热过程中热量快速上升引发的镀料飞溅问题，并进一步提高真空蒸发镀膜的稳定性，改善膜层质量。

技术领域

本发明涉及一种基于颗粒状镀料的真空镀膜方法、基片和设备。

背景技术

物理气相沉积(PVD)是现代表面工程一种重要而又实用的先进技术，该技术制备的薄膜具有硬度高、摩擦系数低、耐磨性和化学稳定性好等优点。真空蒸镀是物理气相沉积技术(PVD)中非常重要的一种镀膜方法。

真空蒸镀通常是把装有基片的真空室抽成真空，加热镀料使其原子或分子从表面气化逸出，形成蒸汽流，入射到基片表面，凝结形成固态薄膜。真空蒸发镀膜的薄膜纯度高、镀膜速率快、设备简单容易操作。镀料在蒸发过程中不断消耗，蒸发前需要添加新的镀料保证达到需求的膜层厚度。

在PVD蒸发镀膜技术领域，通常使用的蒸发镀料外观有颗粒状、线状或片状，其中，线状或片状镀料一般使用在电阻加热蒸镀技术中。相较于线状或片状蒸发镀料，由于颗粒状镀料具有易切割、无须层压、加工制作中引入杂质少等优点，在要求制备纯度较高的蒸镀材料的生产工艺中常常被使用到。

例如现有技术(申请号为CN201610189702.8的发明专利)公开了一种真空蒸发镀膜装置，包括镀膜装置、真空装置、蒸发装置，所述镀膜装置包括基板加热器、基板、薄膜，所述真空装置包括钟罩、真空腔、排气系统，所述蒸发装置包括蒸发源和膜材，从其图中可以看出蒸发源(即蒸发镀料)为颗粒状。同时现有技术(申请号为CN201921661706.7的实用新型专利)公开了一种镀膜治具，用于半导体晶片的电子束或离子束蒸镀工艺，治具为一种装填颗粒状镀料(即蒸发镀料)的衬锅，衬料经过电子束或离子束的激发蒸发镀料对半导体晶片进行镀膜。

然而，添加镀料的过程受到镀料本身尺寸的限制，镀料颗粒与颗粒之间势必会存在一定孔隙，当加热光(电子束或离子束)发射到颗粒状镀料间的孔隙中时，可能会因短时间在有限空间产生大量蒸汽，在孔隙中造成高压的状态变化而发生小爆炸，使镀料飞溅出来，飞溅出来的镀料严重破坏真空系统的真空度，使膜厚度不可控，造成不可逆的严重后果。因此，真空蒸发镀膜需要尽量减少镀料飞溅的情况发生。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于颗粒状镀料的真空镀膜方法、基片和设备。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明的第一方面，提供一种基于颗粒状镀料的真空镀膜方法，包括镀料放置步骤和位于镀料放置步骤之后的真空镀膜步骤；所述镀料放置步骤包括以下子步骤：

在置放镀料的容器中放置大颗粒镀料；

在大颗粒镀料间的孔隙中填充小颗粒镀料。

进一步地，所述在置放镀料的容器中放置大颗粒镀料；在大颗粒镀料间的孔隙中填充小颗粒镀料，具体包括：

在置放镀料的容器中，每放置一层大颗粒镀料后，立刻在大颗粒镀料间的孔隙中填充小颗粒镀料；或者：

在置放镀料的容器中，当放置完所有大颗粒镀料后，再在大颗粒镀料间的孔隙中填充小颗粒镀料。

进一步地，所述大颗粒镀料和小颗粒镀料的原料为金属、非金属、氧化物、化合物或合金材料。

进一步地，所述大颗粒镀料和小颗粒镀料的形状为球体、圆柱体、立方体或非规整立体结构。