[发明专利]等离子体加工方法

说明书

本发明涉及了一种改进的等离子体加工方法及其产品。更具体讲但并非从唯一方面来讲，是涉及将一层碳质材料保护膜附着在较柔软基体上的方法，目的是在基体上提供一层透明的电绝缘覆层。

将硬而薄的似金刚石碳膜淀积在基体上已有多种方法。所谓“似金刚石碳”的涵义是具有极高硬度的碳，例如，它不能用刀片切割，也不会被钢丝棉划出伤痕。这种似金刚石碳的化学键合方式主要是SP³四面体似金刚石键接，而不是SP²三角形的石墨键接。似金钢石碳膜可能或不能由X-射线证实其结晶形态。

日本专利申请昭56-146936描述了一种方法，在实行碳淀积之时，所淀积的碳物质同时受到被加速离子的冲击，于是所淀积物质的软的部分被选择性地除掉，留下较硬的物质。这种技术对于提高已淀积碳膜的硬度是很理想的。但是，所淀积上去的碳趋向于透入下面所衬的基体之中。图1（A）和1（B）示出一种实例。利用汽相化学反应在硅基体3上淀积上碳膜2。然后将基体进行俄歇分析，用以测定其沿深度方向碳原子及硅原子分布情况。结果如图1（B）所示，在基体3和碳膜2之间的界面处形成一种混合物膜。其中的硅碳混合物比较软，使得碳膜从衬底基质离开的可能性增大，特别当碳膜较厚时，更是如此。

此外，当需要在该碳膜中加入氟以控制其透明度和电阻率或为了提高碳膜的亲水性时，则准备在上面覆层的衬底表面要在淀积过程中接触到腐蚀性的氟气体，会发生损坏。

因此，本发明的目的是提供一种新的等离子体加工技术，用于淀积碳质薄膜。

为了达到上述及其他目的和优越性，在该衬底表面上淀积碳质薄膜之前，先淀积一种氮化物膜，例如一层氮化硅膜。按本发明的一个方面，在使用含碳气体时，同时使用一种氟化合物气体，以便赋予所淀积的碳质膜亲水性质。为了防止留在车窗外表面的雨水成为许多小水滴并发生不规则反射而有碍视线，可在窗表面涂覆耐磨的碳质硬薄膜，这时特别需要用上述方法。这个氮化硅膜的作用是防止该衬底表面在淀积过程中受到氟的腐蚀作用。按本发明的另一个方面，可以通过在预定部分进行预处理而使碳质膜选择性地淀积在所述预定部分。该预处理方式是使该部分表面产生许多细微的划伤痕。在这种经划伤的表面上可以选择性地生长金刚石。进行划伤的方法例如可在准备处理的基体上覆盖掩蔽层，然后将该基体浸到一种液体中，该液体中分散有硬的细微颗粒，例如金刚石细粒或碳化硅细颗粒，同时将该分散液用超声波振荡。

由以下叙述并结合附图来说明本发明。

图1是用图形表示按先有技术碳原子透入到衬底硅基体中的情况。

图2所示是按本发明方案之一的等离子体CVD（化学汽相淀积）设备的剖面示意面。

图3是用图形表示按本发明碳原子透入到衬底硅基体中的情况。

图4所示是一种复印机印制滚筒的剖面图，在该滚筒上涂覆有按本发明的碳质保护膜。

图5（A）和5（B）所示是汽车窗玻璃的竖向及水平向剖面图，该种玻璃涂覆有按本发明的碳质保护膜。

图5（C）所示是图5（A）和5（B）所示实施方案经改变后的剖面示意图。

图6所示是按本发明方案之一的由微波辅助的CVD设备的剖面示意图。

图7（A）至7C（C）所示是按本发明在力片上施加碳质膜覆层的剖面图。

参照图2，所示是一台化学汽相淀积（CVD）设备。该设备包括一个真空室7，由该室限定淀积空间8;抽空系统25，其中包括旋转真空泵23和涡流分子真空泵22，这个系统经阀门21连至反应室7;供气系统30，其中包括4条供气管路，每条上均有流量计29和阀门28，然后连至反应室7;在淀积空间之内的上部和下部设有一对铝制网状电极3-1和3-2;供电电源装置40向网状电极3-1和3-2供应能量;由多个基体持架20来夹住基体1，持架20经过电容器19连接到反应室7;将许多块铝网电极50（13-n，13′-n）夹插在相邻的基体之间，以及第1个和末一个基体之外;还有施加偏电压的装置17，用于在电极50的相邻电极网之间施加交流电压。在反应室7上设有闸板阀门9，通过这个阀门把准备涂覆的基体装入室中。