含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料及其制備方法與流程
1.本發明具體適用于半導體行業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：
2.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：健康，死亡，受傷。健康的，該芯片有適當的esd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覺，但是在使用過程中出現過早失效。
3.現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：
4.電阻值偏低(103-105ohms)，小于等于jedec行業的標準(105-109ohms)；并且阻抗不夠穩定，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量級。
5.現有的類金剛石碳基薄膜材料其化學穩定性和熱穩定性不夠良好，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定狀態。
6.綜上所述，esd應用領域有著一種強烈的市場需求，能到一種先進的材料來替代掉傳統材料，從而滿足以上的綜合性能要求，解決行業的新痛點。
技術實現要素：
7.本發明的目的在于針對現有材料的不足之處，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，解決了采用常規電弧離子鍍技術鍍膜會影響材料本身阻抗值的穩定性的問題。
8.本發明是這樣實現的，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；
9.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的圓形石墨靶，以及六甲基二硅氧烷(hmdso:c6h18osi2)氣體；
10.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定性；
11.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％。
12.優選地，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％。
13.優選地，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％。
14.優選地，所述含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料添加有硅和氧兩種不同的元素，為高階的含碳、硅、氧的多元薄膜復合材料，同時具有多種復合結構。
15.優選地，所述含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料的結構包括：
16.四面體類金剛石；
17.無定形硅氧(a-si：o)結構，其中，所述四面體類金剛石與無定形硅氧(a-si：o)結構結合為高階的含碳、硅、氧的多元薄膜復合材料。
18.優選地，所述含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料的可控表面阻抗值為10
5-109omhs，同時并且在溫度范圍-50℃到350℃之間阻抗值穩定。
19.優選地，所述含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料的納米硬度為3500hv-4000hv，摩擦系數為0.1-0.25，抗粘連表面能為28-36mn/m，其表面粗糙度為ra0.2-0.3。
20.另一方面，本技術還提供了含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料的制備方法，所述含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料的制備方法，具體包括：
21.步驟s1，獲取薄膜復合新材料基材，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含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料，對基材進行預處理，使得基材滿足磁過濾電弧離子鍍膜要求，將基材放置在鍍膜腔內，并對鍍膜腔進行抽真空作業，腔體真空度為0.01-0.06pa，同時，鍍膜腔內轉盤的轉速為1-8轉/分鐘，同時需要對基材進行加熱處理，加熱處理采用多組熱輻射加熱板完成，同時，熱電偶溫控值設定為120-140℃，持續恒溫加熱20-60分鐘后再關閉多組熱輻射加熱板；
22.步驟s2，取預處理后的基材，對基材進行鈦打底層鍍膜處理，關閉陽極層離子源，打開兩列鈦靶的擋板，氬氣流量調整到150sccm，設定鈦靶的濺射功率為18kw；加載偏壓到800v、脈沖頻率10-150khz和占空比20％，持續鍍鈦10分鐘；
23.步驟s3，獲取鈦打底層鍍膜處理的基材，打開電弧石墨靶材，進行過渡層鍍膜處理，繼續進行濺射鈦，氬氣流量調整到80sccm，靶材功率18kw；同時打開電弧石墨靶材，功率20-100a，進行磁過濾電流1-6a，過渡層持續20-60分鐘，加載偏壓到0-500v、脈沖頻率10-150khz和占空比20％；
24.步驟s4，獲取過渡層鍍膜處理的產品，通入六甲基二硅氧烷氣體，實現功能層沉積，關閉磁控濺射鈦靶，持續打開石墨靶電弧工藝過程，功率調整55a，磁過濾電流2a，氬氣流量調整到50sccm，通入六甲基二硅氧烷氣體流量為1-10g/min，調整偏壓到0-500v、脈沖頻率10-150khz和占空比10％，沉積分鐘為250分鐘；
25.步驟s5，關閉所有參數設定，冷卻處理鍍膜后基材，獲得最終產品優選地，在步驟s1中，所述對基材進行預處理的方法，具體包括：
26.開啟兩列陽極層離子源，同時通入氬氣，氬氣的設定流量為200-250sccm，在工件上加載偏壓0-500v、脈沖頻率10-150khz和占空比20％，進行60分鐘的離子刻蝕和清洗過程。
27.優選地，在步驟s4中，打開電弧石墨靶材，進行過渡層鍍膜處理，進行磁過濾電流時，加載偏壓到100-200v、脈沖頻率20-80khz；
28.在步驟s4中，通入六甲基二硅氧烷氣體流量為3-7g/min。
29.與現有技術相比，本技術實施例主要有以下有益效果：
30.本發明所提供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采用彎管磁過濾技術制備含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料，本發明采用了pvd彎管磁過濾電弧物理氣相沉積技術，通過在現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，與傳統的濕化學表面處理技術制備的材料(例如陽極氧化層和化學噴涂特氟龍材料)相比，其性能優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定性。
附圖說明
31.圖1是本發明提供的含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料結構示意圖。
具體實施方式
32.除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬于本技術技術領域的技術人員通常理解的含義相同；本文中在申請的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本技術；本技術的說明書和權利要求書及上述附圖說明中的術語“包括”和“具有”以及它們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含。本技術的說明書和權利要求書或上述附圖中的術語“第一”、“第二”等是用于區別不同對象，而不是用于描述特定順序。
33.在本文中提及“實施例”意味著，結合實施例描述的特定特征、結構或特性可以包含在本技術的至少一個實施例中。在說明書中的各個位置出現該短語并不一定均是指相同的實施例，也不是與其它實施例互斥的獨立的或備選的實施例。本領域技術人員顯式地和隱式地理解的是，本文所描述的實施例可以與其它實施例相結合。
34.現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：
35.電阻值偏低(103-105ohms)，小于等于jedec行業的標準(105-109ohms)；并且阻抗不夠穩定，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量級。
36.現有的類金剛石碳基薄膜材料其化學穩定性和熱穩定性不夠良好，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定狀態。
37.綜上所述，esd應用領域有著一種強烈的市場需求，能到一種先進的材料來替代掉傳統材料，從而滿足以上的綜合性能要求，解決行業的新痛點。此種結構除了可以增加原材料的阻抗值之外，還可以加強新材料的化學穩定性及耐溫性，基于此，我們提出了含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料及其制備方法。本發明所提供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采用彎管磁過濾技術制備含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料，本發明采用了pvd彎管磁過濾電弧物理氣相沉積技術，通過在現有的四面體類
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，與傳統的濕化學表面處理技術制備的材料(例如陽極氧化層和化學噴涂特氟龍材料)相比，其性能優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定性。
38.實施例1
39.本發明實施例提供了含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料，如圖1所示，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；
40.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的圓形石墨靶，以及六甲基二硅氧烷(hmdso:c6h18osi2)氣體，相比不帶過濾的常規電弧離子鍍技術而言，其具有一大優勢：在固態靶材原子被蒸發的過程中，會有一種中間態液態的產生，由此會在鍍膜工件的表面形成液滴，此液滴會影響工件表面的光潔度，會影響材料本身阻抗值的穩定性，本技術通過pvd彎管磁過濾電弧技術，可以把新材料的表面阻抗值控制在10-104ohms范圍內；
41.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定性；
42.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80at％、硅元素10at％、氧元素2at％。
43.所述含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料添加有硅和氧兩種不同的元素，為高階的含碳、硅、氧的多元薄膜復合材料，同時具有多種復合結構。
44.所述含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料的結構包括：
45.四面體類金剛石；
46.無定形硅氧(a-si：o)結構，其中，所述四面體類金剛石與無定形硅氧(a-si：o)結構結合為高階的含碳、硅、氧的多元薄膜復合材料。
47.所述含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料的可控表面阻抗值為10
5-109omhs，同時并且在溫度范圍-50℃到350℃之間阻抗值穩定。
48.所述含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料的納米硬度為3500hv，摩擦系數為0.1，抗粘連表面能為28mn/m，其表面粗糙度為ra0.2。
49.本技術還提供了一種含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料的制備方法，所述含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料的制備方法，具體包括：
50.步驟s1，獲取薄膜復合新材料基材，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含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料，對基材進行預處理，使得基材滿足磁過濾電弧離子鍍膜要求，將基材放置在鍍膜腔內，并對鍍膜腔進行抽真空作業，腔體真空度為0.01pa，同時，鍍膜腔內轉盤的轉速為1轉/分鐘，同時需要對基材進行加熱處理，加熱處理采用多組熱輻射加熱板完成，同時，熱電偶溫控值設定為120℃，持續恒溫加熱20分鐘后再關閉多組熱輻射加熱板；
51.步驟s2，取預處理后的基材，對基材進行鈦打底層鍍膜處理，關閉陽極層離子源，打開兩列鈦靶的擋板，氬氣流量調整到150sccm，設定鈦靶的濺射功率為18kw；加載偏壓到800v、脈沖頻率10khz和占空比20％，持續鍍鈦10分鐘；
52.步驟s3，獲取鈦打底層鍍膜處理的基材，打開電弧石墨靶材，進行過渡層鍍膜處理，繼續進行濺射鈦，氬氣流量調整到80sccm，靶材功率18kw；同時打開電弧石墨靶材，功率20a，進行磁過濾電流1a，過渡層持續20分鐘，加載偏壓到10v、脈沖頻率10khz和占空比20％；
53.步驟s4，獲取過渡層鍍膜處理的產品，通入六甲基二硅氧烷氣體，實現功能層沉積，關閉磁控濺射鈦靶，持續打開石墨靶電弧工藝過程，功率調整55a，磁過濾電流2a，氬氣流量調整到50sccm，通入六甲基二硅氧烷氣體流量為3g/min，調整偏壓到200v、脈沖頻率70khz和占空比10％，沉積分鐘為250分鐘；
54.步驟s5，關閉所有參數設定，冷卻處理鍍膜后基材，獲得最終產品。
55.實施例2
56.本發明實施例提供了含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料，如圖1所示，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；
57.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的圓形石墨靶，以及六甲基二硅氧烷(hmdso:c6h18osi2)氣體，相比不帶過濾的常規電弧離子鍍技術而言，其具有一大優勢：在固態靶材原子被蒸發的過程中，會有一種中間態液態的產生，由此會在鍍膜工件的表面形成液滴，此液滴會影響工件表面的光潔度，會影響材料本身阻抗值的穩定性，本技術通過pvd彎管磁過濾電弧技術，可以把新材料的表面阻抗值控制在10-104ohms范圍內；
58.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定性；
59.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88at％、硅元素15at％、氧元素7at％。
60.所述含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料添加有硅和氧兩種不同的元素，為高階的含碳、硅、氧的多元薄膜復合材料，同時具有多種復合結構。
61.所述含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料的結構包括：
62.四面體類金剛石；
63.無定形硅氧(a-si：o)結構，其中，所述四面體類金剛石與無定形硅氧(a-si：o)結構結合為高階的含碳、硅、氧的多元薄膜復合材料。
64.所述含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料的可控表面阻抗值為10
5-109omhs，同時并且在溫度范圍-50℃到350℃之間阻抗值穩定。
65.所述含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料的納米硬度為4000hv，摩擦系數為0.25，抗粘連表面能為36mn/m，其表面粗糙度為ra0.3。
66.本技術還提供了一種含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料的制備方法，所述含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料的制備方法，具體包括：
67.步驟s1，獲取薄膜復合新材料基材，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含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料，對基材進行預處理，使得基材滿足磁過濾電弧離子鍍膜要求，將基材放置在鍍膜腔內，并對鍍膜腔進行抽真空作業，腔體真空度為0.06pa，同時，鍍膜腔內轉盤的轉速為8轉/分鐘，同時需要對基材進行
加熱處理，加熱處理采用多組熱輻射加熱板完成，同時，熱電偶溫控值設定為140℃，持續恒溫加熱60分鐘后再關閉多組熱輻射加熱板；
68.步驟s2，取預處理后的基材，對基材進行鈦打底層鍍膜處理，關閉陽極層離子源，打開兩列鈦靶的擋板，氬氣流量調整到150sccm，設定鈦靶的濺射功率為18kw；加載偏壓到800v、脈沖頻率10-150khz和占空比20％，持續鍍鈦10分鐘；
69.步驟s3，獲取鈦打底層鍍膜處理的基材，打開電弧石墨靶材，進行過渡層鍍膜處理，繼續進行濺射鈦，氬氣流量調整到80sccm，靶材功率18kw；同時打開電弧石墨靶材，功率40a，進行磁過濾電流2a，過渡層持續30分鐘，加載偏壓到300v、脈沖頻率150khz和占空比20％；
70.步驟s4，獲取過渡層鍍膜處理的產品，通入六甲基二硅氧烷氣體，實現功能層沉積，關閉磁控濺射鈦靶，持續打開石墨靶電弧工藝過程，功率調整55a，磁過濾電流2a，氬氣流量調整到50sccm，通入六甲基二硅氧烷氣體流量為4g/min，調整偏壓到110v、脈沖頻率70khz和占空比10％，沉積分鐘為250分鐘；
71.步驟s5，關閉所有參數設定，冷卻處理鍍膜后基材，獲得最終產品。
72.在步驟s1中，所述對基材進行預處理的方法，具體包括：
73.開啟兩列陽極層離子源，同時通入氬氣，氬氣的設定流量為200sccm，在工件上加載偏壓200v、脈沖頻率60khz和占空比20％，進行60分鐘的離子刻蝕和清洗過程。
74.實施例3
75.本發明實施例提供了含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料，如圖1所示，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；
76.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的圓形石墨靶，以及六甲基二硅氧烷(hmdso:c6h18osi2)氣體，相比不帶過濾的常規電弧離子鍍技術而言，其具有一大優勢：在固態靶材原子被蒸發的過程中，會有一種中間態液態的產生，由此會在鍍膜工件的表面形成液滴，此液滴會影響工件表面的光潔度，會影響材料本身阻抗值的穩定性，本技術通過pvd彎管磁過濾電弧技術，可以把新材料的表面阻抗值控制在10-104ohms范圍內；
77.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定性；
78.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82at％、硅元素11at％、氧元素3at％。
79.所述含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料添加有硅和氧兩種不同的元素，為高階的含碳、硅、氧的多元薄膜復合材料，同時具有多種復合結構。
80.所述含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料的結構包括：
81.四面體類金剛石；
82.無定形硅氧(a-si：o)結構，其中，所述四面體類金剛石與無定形硅氧(a-si：o)結構結合為高階的含碳、硅、氧的多元薄膜復合材料。
83.所述含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料的可控表面阻抗值為10
5-109omhs，同時并且在溫度范圍-50℃到350℃之間阻抗值穩定。
84.所述含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料的納米硬度為3700hv，摩擦系數為0.15，抗粘連表面能為29mn/m，其表面粗糙度為ra0.25。
85.本技術還提供了一種含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料的制備方法，所述含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料的制備方法，具體包括：
86.步驟s1，獲取薄膜復合新材料基材，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含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料，對基材進行預處理，使得基材滿足磁過濾電弧離子鍍膜要求，將基材放置在鍍膜腔內，并對鍍膜腔進行抽真空作業，腔體真空度為0.03pa，同時，鍍膜腔內轉盤的轉速為3轉/分鐘，同時需要對基材進行加熱處理，加熱處理采用多組熱輻射加熱板完成，同時，熱電偶溫控值設定為122℃，持續恒溫加熱22分鐘后再關閉多組熱輻射加熱板；
87.步驟s2，取預處理后的基材，對基材進行鈦打底層鍍膜處理，關閉陽極層離子源，打開兩列鈦靶的擋板，氬氣流量調整到150sccm，設定鈦靶的濺射功率為18kw；加載偏壓到800v、脈沖頻率140khz和占空比20％，持續鍍鈦10分鐘；
88.步驟s3，獲取鈦打底層鍍膜處理的基材，打開電弧石墨靶材，進行過渡層鍍膜處理，繼續進行濺射鈦，氬氣流量調整到80sccm，靶材功率18kw；同時打開電弧石墨靶材，功率80a，進行磁過濾電流4a，過渡層持續22分鐘，加載偏壓到340v、脈沖頻率130khz和占空比20％；
89.步驟s4，獲取過渡層鍍膜處理的產品，通入六甲基二硅氧烷氣體，實現功能層沉積，關閉磁控濺射鈦靶，持續打開石墨靶電弧工藝過程，功率調整55a，磁過濾電流2a，氬氣流量調整到50sccm，通入六甲基二硅氧烷氣體流量為5g/min，調整偏壓到100v、脈沖頻率140khz和占空比10％，沉積分鐘為250分鐘；
90.步驟s5，關閉所有參數設定，冷卻處理鍍膜后基材，獲得最終產品。
91.在步驟s1中，所述對基材進行預處理的方法，具體包括：
92.開啟兩列陽極層離子源，同時通入氬氣，氬氣的設定流量為250sccm，在工件上加載偏壓500v、脈沖頻率70khz和占空比20％，進行60分鐘的離子刻蝕和清洗過程。
93.實施例4
94.本發明實施例提供了含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料，如圖1所示，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；
95.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的圓形石墨靶，以及六甲基二硅氧烷(hmdso:c6h18osi2)氣體，相比不帶過濾的常規電弧離子鍍技術而言，其具有一大優勢：在固態靶材原子被蒸發的過程中，會有一種中間態液態的產生，由此會在鍍膜工件的表面形成液滴，此液滴會影響工件表面的光潔度，會影響材料本身阻抗值的穩定性，本技術通過pvd彎管磁過濾電弧技術，可以把新材料的表面阻抗值控制在10-104ohms范圍內；
96.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定性；
97.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86at％、硅元素13at％、氧元素5at％。
98.所述含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料添加有硅和氧兩種不同的元素，為高階的含碳、硅、氧的多元薄膜復合材料，同時具有多種復合結構。
99.所述含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料的結構包括：
100.四面體類金剛石；
101.無定形硅氧(a-si：o)結構，其中，所述四面體類金剛石與無定形硅氧(a-si：o)結構結合為高階的含碳、硅、氧的多元薄膜復合材料。
102.所述含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料的可控表面阻抗值為10
5-109omhs，同時并且在溫度范圍-50℃到350℃之間阻抗值穩定。
103.所述含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料的納米硬度為3900hv，摩擦系數為0.22，抗粘連表面能為32mn/m，其表面粗糙度為ra0.28。
104.本技術還提供了一種含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料的制備方法，所述含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料的制備方法，具體包括：
105.步驟s1，獲取薄膜復合新材料基材，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含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料，對基材進行預處理，使得基材滿足磁過濾電弧離子鍍膜要求，將基材放置在鍍膜腔內，并對鍍膜腔進行抽真空作業，腔體真空度為0.05pa，同時，鍍膜腔內轉盤的轉速為3轉/分鐘，同時需要對基材進行加熱處理，加熱處理采用多組熱輻射加熱板完成，同時，熱電偶溫控值設定為123℃，持續恒溫加熱55分鐘后再關閉多組熱輻射加熱板；
106.步驟s2，取預處理后的基材，對基材進行鈦打底層鍍膜處理，關閉陽極層離子源，打開兩列鈦靶的擋板，氬氣流量調整到150sccm，設定鈦靶的濺射功率為18kw；加載偏壓到800v、脈沖頻率140khz和占空比20％，持續鍍鈦10分鐘；
107.步驟s3，獲取鈦打底層鍍膜處理的基材，打開電弧石墨靶材，進行過渡層鍍膜處理，繼續進行濺射鈦，氬氣流量調整到80sccm，靶材功率18kw；同時打開電弧石墨靶材，功率70a，進行磁過濾電流1a，過渡層持續45分鐘，加載偏壓到230v、脈沖頻率110khz和占空比20％；
108.步驟s4，獲取過渡層鍍膜處理的產品，通入六甲基二硅氧烷氣體，實現功能層沉積，關閉磁控濺射鈦靶，持續打開石墨靶電弧工藝過程，功率調整55a，磁過濾電流2a，氬氣流量調整到50sccm，通入六甲基二硅氧烷，調整偏壓和占空比10％，沉積分鐘為250分鐘；
109.步驟s5，關閉所有參數設定，冷卻處理鍍膜后基材，獲得最終產品。
110.在步驟s1中，所述對基材進行預處理的方法，具體包括：
111.開啟兩列陽極層離子源，同時通入氬氣，氬氣的設定流量為240sccm，在工件上加載偏壓220v、脈沖頻率70khz和占空比20％，進行60分鐘的離子刻蝕和清洗過程。
112.在步驟s4中，打開電弧石墨靶材，進行過渡層鍍膜處理，進行磁過濾電流時，加載偏壓到100v、脈沖頻率20khz；
113.在步驟s4中，通入六甲基二硅氧烷氣體流量為3g/min。
114.實施例5
115.本發明實施例提供了含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料，如圖1所示，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；
116.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的圓形石墨靶，以及六甲基二硅氧烷(hmdso:c6h18osi2)氣體，相比不帶過濾的常規電弧離子鍍技術而言，其具有一大優勢：在固態靶材原子被蒸發的過程中，會有一種中間態液態的產生，由此會在鍍膜工件的表面形成液滴，此液滴會影響工件表面的光潔度，會影響材料本身阻抗值的穩定性，本技術通過pvd彎管磁過濾電弧技術，可以把新材料的表面阻抗值控制在10-104ohms范圍內；
117.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定性；
118.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％。
119.所述含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料添加有硅和氧兩種不同的元素，為高階的含碳、硅、氧的多元薄膜復合材料，同時具有多種復合結構。
120.所述含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料的結構包括：
121.四面體類金剛石；
122.無定形硅氧(a-si：o)結構，其中，所述四面體類金剛石與無定形硅氧(a-si：o)結構結合為高階的含碳、硅、氧的多元薄膜復合材料。
123.所述含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料的可控表面阻抗值為10
5-109omhs，同時并且在溫度范圍-50℃到350℃之間阻抗值穩定。
124.所述含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料的納米硬度為3700hv，摩擦系數為0.23，抗粘連表面能為33mn/m，其表面粗糙度為ra0.2-0.3。
125.本技術還提供了一種含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料的制備方法，所述含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料的制備方法，具體包括：
126.步驟s1，獲取薄膜復合新材料基材，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含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料，對基材進行預處理，使得基材滿足磁過濾電弧離子鍍膜要求，將基材放置在鍍膜腔內，并對鍍膜腔進行抽真空作業，腔體真空度為0.04pa，同時，鍍膜腔內轉盤的轉速為4轉/分鐘，同時需要對基材進行加熱處理，加熱處理采用多組熱輻射加熱板完成，同時，熱電偶溫控值設定為132℃，持續恒溫加熱35分鐘后再關閉多組熱輻射加熱板；
127.步驟s2，取預處理后的基材，對基材進行鈦打底層鍍膜處理，關閉陽極層離子源，打開兩列鈦靶的擋板，氬氣流量調整到150sccm，設定鈦靶的濺射功率為18kw；加載偏壓到800v、脈沖頻率20khz和占空比20％，持續鍍鈦10分鐘；
128.步驟s3，獲取鈦打底層鍍膜處理的基材，打開電弧石墨靶材，進行過渡層鍍膜處理，繼續進行濺射鈦，氬氣流量調整到80sccm，靶材功率18kw；同時打開電弧石墨靶材，功率70a，進行磁過濾電流3a，過渡層持續44分鐘，加載偏壓到200v、脈沖頻率120khz和占空比20％；
129.步驟s4，獲取過渡層鍍膜處理的產品，通入六甲基二硅氧烷氣體，實現功能層沉積，關閉磁控濺射鈦靶，持續打開石墨靶電弧工藝過程，功率調整55a，磁過濾電流2a，氬氣流量調整到50sccm，通入六甲基二硅氧烷氣體，調整偏壓和占空比10％，沉積分鐘為250分鐘；
130.步驟s5，關閉所有參數設定，冷卻處理鍍膜后基材，獲得最終產品。
131.在步驟s1中，所述對基材進行預處理的方法，具體包括：
132.開啟兩列陽極層離子源，同時通入氬氣，氬氣的設定流量為220sccm，在工件上加載偏壓240v、脈沖頻率140khz和占空比20％，進行60分鐘的離子刻蝕和清洗過程。
133.在步驟s4中，打開電弧石墨靶材，進行過渡層鍍膜處理，進行磁過濾電流時，加載偏壓到200v、脈沖頻率80khz；
134.在步驟s4中，通入六甲基二硅氧烷氣體流量為4g/min。
135.性能測試：
136.取本技術中任一實施例，同時取多組非過濾鍍膜技術的含硅含氧的四面體類金剛石碳基薄膜材料、采用pecvd技術鍍膜的含硅含氧的四面體類金剛石碳基薄膜材料、采用磁過濾電弧的四面體類金剛石碳基薄膜材料進行性能測試，測試結果如表1所示。
137.表1性能測試表
[0138][0139]
經過性能測試，可以得出，本技術制備的產品可控表面阻抗值為10
5-109omhs，同時產品通過了jedec行業的檢測標準jesd625b，并且在溫度范圍-50℃到350℃之間阻抗值仍穩定；產品材料的納米硬度為3500hv-4000hv，產品的摩擦系數為0.1-0.25(對不銹鋼的干摩擦系數)；產品的抗粘連表面能28-36mn/m；產品膜層結合力：hf1-hf2；產品的膜層厚度：3-5微米，產品表面粗糙度：ra0.2-0.3。
[0140]
綜上所述，本發明提供了含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料及其制備方法，本發明所提供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采用彎管磁過濾技術制備含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料，相比不帶過濾的常規電弧離子鍍技術而言，通過磁過濾技術，可以把新材料的表面阻抗值控制在10-104ohms范圍內，同時在四面體類金剛石碳基材料里，同時添加硅、氧、氫元素，在原有的sp3類金剛石相和sp2石墨相的結構中，又多了一種非晶態的硅氧結構。此種結構除了可以增加原材料的阻抗值之外，還可以加強新材料的化學穩定性及耐溫性。
[0141]
需要說明的是，對于前述的各實施例，為了簡單描述，故將其都表述為一系列的動作組合，但是本領域技術人員應該知悉，本發明并不受所描述的動作順序的限制，因為依據
本發明，某些步驟可能采用其他順序或者同時進行。其次，本領域技術人員也應該知悉，說明書中所描述的實施例均屬于優選實施例，涉及的動作和模塊并不一定是本發明所必須的。
[0142]
以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對發明的保護范圍進行限制。顯然，所描述的實施例僅僅是本發明部分實施例，而不是全部實施例。基于這些實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明所要保護的范圍。盡管參照上述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域普通技術人員依然可以在不沖突的情況下，不作出創造性勞動對本發明各實施例中的特征根據情況相互組合、增刪或作其他調整，從而得到不同的、本質未脫離本發明的構思的其他技術方案，這些技術方案也同樣屬于本發明所要保護的范圍。
技術特征：
1.含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料，其特征在于，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％。2.如權利要求1所述的含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料，其特征在于：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％。3.如權利要求2所述的含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料，其特征在于：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％。4.如權利要求3所述的含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料，其特征在于：所述含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料添加有硅和氧兩種不同的元素，為高階的含碳、硅、氧的多元薄膜復合材料，同時具有多種復合結構。5.如權利要求1所述的含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料，其特征在于：所述含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料的結構包括：四面體類金剛石；無定形硅氧(a-si：o)結構，其中，所述四面體類金剛石與無定形硅氧(a-si：o)結構結合為高階的含碳、硅、氧的多元薄膜復合材料。6.如權利要求5所述的含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料，其特征在于：所述含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料的可控表面阻抗值為10
5-109omhs，同時并且在溫度范圍-50℃到350℃之間阻抗值穩定。7.如權利要求6所述的含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料，其特征在于：所述含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料的納米硬度為3500hv-4000hv，摩擦系數為0.1-0.25，抗粘連表面能為28-36mn/m，其表面粗糙度為ra0.2-0.3。8.基于權利要求1-7任一所述含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料的含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料的制備方法，其特征在于：所述含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料的制備方法，具體包括：步驟s1，獲取薄膜復合新材料基材，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含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料，對基材進行預處理，使得基材滿足磁過濾電弧離子鍍膜要求，將基材放置在鍍膜腔內，并對鍍膜腔進行抽真空作業，腔體真空度為0.01-0.06pa，同時，鍍膜腔內轉盤的轉速為1-8轉/分鐘，同時需要對基材進行加熱處理，加熱處理采用多組熱輻射加熱板完成，同時，熱電偶溫控值設定為120-140℃，持續恒溫加熱20-60分鐘后再關閉多組熱輻射加熱板；步驟s2，取預處理后的基材，對基材進行鈦打底層鍍膜處理，關閉陽極層離子源，打開
兩列鈦靶的擋板，氬氣流量調整到150sccm，設定鈦靶的濺射功率為18kw；加載偏壓到800v、脈沖頻率10-150khz和占空比20％，持續鍍鈦10分鐘；步驟s3，獲取鈦打底層鍍膜處理的基材，打開電弧石墨靶材，進行過渡層鍍膜處理，繼續進行濺射鈦，氬氣流量調整到80sccm，靶材功率18kw；同時打開電弧石墨靶材，功率20-100a，進行磁過濾電流1-6a，過渡層持續20-60分鐘，加載偏壓到0-500v、脈沖頻率10-150khz和占空比20％；步驟s4，獲取過渡層鍍膜處理的產品，通入六甲基二硅氧烷氣體，實現功能層沉積，關閉磁控濺射鈦靶，持續打開石墨靶電弧工藝過程，功率調整55a，磁過濾電流2a，氬氣流量調整到50sccm，通入六甲基二硅氧烷氣體流量為1-10g/min，調整偏壓到0-500v、脈沖頻率10-150khz和占空比10％，沉積分鐘為250分鐘；步驟s5，關閉所有參數設定，冷卻處理鍍膜后基材，獲得最終產品。9.如權利要求8所述的含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料的制備方法，其特征在于：在步驟s1中，所述對基材進行預處理的方法，具體包括：開啟兩列陽極層離子源，同時通入氬氣，氬氣的設定流量為200-250sccm，在工件上加載偏壓0-500v、脈沖頻率10-150khz和占空比20％，進行60分鐘的離子刻蝕和清洗過程。10.如權利要求8所述的含硅含氧的高階靜電消散薄膜復合新材料的制備方法，其特征在于：在步驟s4中，打開電弧石墨靶材，進行過渡層鍍膜處理，進行磁過濾電流時，加載偏壓到100-200v、脈沖頻率20-80khz；在步驟s4中，通入六甲基二硅氧烷氣體流量為3-7g/min。
技術總結
本發明公開了適用于半導體行業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。本發明采用了PVD彎管磁過濾電弧物理氣相沉積技術，通過在現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，與傳統的濕化學表面處理技術制備的材料相比，其性能優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定性。以及良好的化學穩定性。以及良好的化學穩定性。
