一种复合金属薄膜制备方法技术

本发明专利技术公开了一种复合金属薄膜制备方法，属于金属薄膜制备技术领域，一种复合金属薄膜制备方法，包括以下步骤：S1、初镀，S2、混镀：形成金属膜材料‑牺牲材料混合层，S3、刻蚀：使初始金属膜表面形成粗糙层，S4、复镀，S5、出料，它可以在一层金属膜沉积成形后，通过金属膜材料和牺牲材料混合沉积形成金属膜材料‑牺牲材料混合层，然后通过牺牲材料刻蚀气体去除牺牲材料、保留初始金属膜材料，使上一层金属膜表面形成粗糙层后，再进行下一层金属膜的沉积成形，通过金属膜表面的粗糙层增加各层金属膜之间的连接强度，有效避免复合金属膜的外层膜容易剥落的问题，从而有效保障复合金属膜的多重有效功能。

【技术实现步骤摘要】
一种复合金属薄膜制备方法
本专利技术涉及金属薄膜制备
，更具体地说，涉及一种复合金属薄膜制备方法。
技术介绍
铜、铝、镍、银等金属薄膜是电子和能源行业的基础材料，并且由于其优异的电子导电性、高导热性、耐高温性和理想的粘合性能，被广泛用于集成电路、电子元件、能量存储设备和航空航天设备。目前金属薄膜的制备方法主要有蒸发法、溅射法、气相沉积法等。蒸发法是通过加热的方法使得源物质蒸发并沉积在基体上成膜的方法，依据加热方法的不同分为：电阻加热法、电子束加热法、电弧加热法和激光加热法，其中，由于电阻加热法具有造价成本低、制备方式简单等优点而被广泛使用。在使用电阻加热法进行金属薄膜制备过程中，通常将源物质放置在坩埚中，通过相应的蒸发加热机构对源物质加热，使蒸发并沉积在基体上，形成一层金属膜，当需要制备多层复合金属膜时，通常是更换源物质后直接进行下一层金属膜的蒸发成膜，由于金属膜成型后表面较为光滑，使得不同金属膜之间的连接强度通常较低，容易发生外层金属膜剥落的问题，破坏复合金属膜的多重有效功能。
技术实现思路
1.要解决的技术问题针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种复合金属薄膜制备方法，它可以在一层金属膜沉积成形后，通过金属膜材料和牺牲材料混合沉积形成金属膜材料-牺牲材料混合层，然后通过牺牲材料刻蚀气体去除牺牲材料、保留初始金属膜材料，使上一层金属膜表面形成粗糙层后，再进行下一层金属膜的沉积成形，通过金属膜表面的粗糙层增加各层金属膜之间的连接强度，有效避免复合金属膜的外层膜容易剥落的问题，从而有效保障复合金属膜的多重有效功能。2.技术方案为解决上述问题，本专利技术采用如下的技术方案。2.一种复合金属薄膜制备方法，包括以下步骤：S1、初镀：将基体装入复合镀膜装置中，再向所述复合镀膜装置中加入初始膜源物质，通过加热的方法使得初始膜源物质蒸发并沉积在基体上，形成初始金属膜；S2、混镀：向所述复合镀膜装置中加入牺牲层源物质，通过加热的方法使得初始膜源物质和牺牲层源物质共同蒸发，并混合沉积在初始金属膜表面，形成金属膜材料-牺牲材料混合层；S3、刻蚀：向所述复合镀膜装置中加入牺牲材料刻蚀气体，将金属膜材料-牺牲材料混合层中的牺牲材料溶解、去除，保留初始金属膜材料，使初始金属膜表面形成粗糙层；S4、复镀：向所述复合镀膜装置中加入复合膜源物质，通过加热的方法使得复合膜源物质蒸发并沉积在初始金属膜表面，形成复合金属膜，通过初始金属膜表面的粗糙层增加初始金属膜和复合金属膜之间的连接强度，有效避免复合金属膜易剥落的问题；S5、出料：将复合金属薄膜制备完成的基体从所述复合镀膜装置中取出。进一步的，在所述S4之后，且在所述S5之前，还包括S4-1：判断是否镀膜完成，若镀膜完成，则进行S5，若镀膜未完成，则重复S2、S3、S4，进行下一层金属膜复合镀膜工作。进一步的，所述S1和S2之间的时间间隔小于初始金属膜初凝时间，在所述S4之后，当重复进行所述S2时，所述S4和S2之间的时间间隔小于上一层复合金属膜初凝时间，使得混合层中的金属膜材料能够与上层金属膜有效融合。进一步的，所述牺牲材料刻蚀气体中混合有氩气，且牺牲材料刻蚀气体和氩气质量比例为1∶3，氩气可以在不增加牺牲材料刻蚀气体送入复合镀膜装置流量的前提下，增大气体送入压强，使得牺牲材料刻蚀气体能够在复合镀膜装置更好地分散并与牺牲材料发生反应。进一步的，所述复合镀膜装置包括壳体，所述壳体下端固定连接有多个支腿，所述壳体下内壁转动连接有转盘座，所述壳体下端固定安装有伺服减速电机，且伺服减速电机的输出轴贯穿壳体下壁并与转盘座固定连接，所述壳体内部安装有与其相匹配的升降式封闭活动门，所述升降式封闭活动门将壳体内部空间分隔为成膜室和预备室，所述转盘座上端安装有独蒸坩埚和混蒸坩埚，且独蒸坩埚和混蒸坩埚分别位于成膜室和预备室内，所述壳体上端固定连接有与成膜室相连通的基体仓，所述基体仓上内壁安装有装料机构，所述装料机构左端开凿有与其相连通的基体料口，所述壳体上端开凿有与预备室相连通的原料口，所述基体料口和原料口内均安装有与其相匹配的合页式封闭活动门，所述成膜室内安装有蒸发加热机构，所述壳体右端安装有作用于预备室的抽真空机构，所述壳体左端安装有作用于成膜室的引气机构，复合镀膜装置可以通过独蒸坩埚和混蒸坩埚交替工作的方式实现复合金属膜的高效成膜，提高制备效率。进一步的，所述混蒸坩埚包括埚体，所述埚体内固定连接有与其相匹配的横隔板，所述横隔板将埚体内部空间分隔为盛料室和储料室，所述横隔板上端固定连接有多个与储料室相连通的出气筒，牺牲层源物质装于储料室中，金属膜源物质盛放于盛料室中，而出气筒用于牺牲层源物质蒸发气体的排出，使得混蒸坩埚可以实现金属膜源物质和牺牲层源物质的共同蒸发。进一步的，所述出气筒上口内径小于其下口内径，出气筒较窄的上口可以增加牺牲层源物质蒸发气体排出速率。进一步的，多个所述出气筒呈倾斜螺旋状分布于横隔板上端，使得从出气筒加速排出的牺牲层源物质蒸发气体能够形成一定的旋流，从而能够与金属膜源物质蒸发气体充分混合。进一步的，所述出气筒上端设有与其相匹配的密封塞，在混蒸坩埚未使用时，可以使用密封塞对出气筒进行密封，从而将牺牲层源物质封闭储存于储料室中。进一步的，所述预备室内安装有预热机构，预热机构用于对预备室中的原料进行预热，使得预备室中的原料进入成膜室中后，可以快速升温至蒸发温度，提高复合金属膜制备效率。3.有益效果相比于现有技术，本专利技术的优点在于：(1)本方案可以在一层金属膜沉积成形后，通过金属膜材料和牺牲材料混合沉积形成金属膜材料-牺牲材料混合层，然后通过牺牲材料刻蚀气体去除牺牲材料、保留初始金属膜材料，使上一层金属膜表面形成粗糙层后，再进行下一层金属膜的沉积成形，通过金属膜表面的粗糙层增加各层金属膜之间的连接强度，有效避免复合金属膜的外层膜容易剥落的问题，从而有效保障复合金属膜的多重有效功能。(2)牺牲材料刻蚀气体中混合有氩气，且牺牲材料刻蚀气体和氩气质量比例为1∶3，氩气可以在不增加牺牲材料刻蚀气体送入复合镀膜装置流量的前提下，增大气体送入压强，使得牺牲材料刻蚀气体能够在复合镀膜装置更好地分散并与牺牲材料发生反应。(3)复合镀膜装置可以通过独蒸坩埚和混蒸坩埚交替工作的方式实现复合金属膜的高效成膜，提高制备效率。(4)混蒸坩埚包括埚体，埚体内固定连接有与其相匹配的横隔板，横隔板将埚体内部空间分隔为盛料室和储料室，横隔板上端固定连接有多个与储料室相连通的出气筒，牺牲层源物质装于储料室中，金属膜源物质盛放于盛料室中，而出气筒用于牺牲层源物质蒸发气体的排出，使得混蒸坩埚可以实现金属膜源物质和牺牲层源物质的共同蒸发。(5)出气筒上口内径小于其下口内径，出气筒较窄的上口可以增加牺牲层源物质蒸发气体排出速率，多个出气筒呈倾斜螺旋状分布于横隔板上端，使得从出气筒加速排出的牺牲层源物质蒸发气体能够形成一定的旋流，从而能够与金本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合金属薄膜制备方法，其特征在于：包括以下步骤：/nS1、初镀：将基体装入复合镀膜装置中，再向所述复合镀膜装置中加入初始膜源物质，通过加热的方法使得初始膜源物质蒸发并沉积在基体上，形成初始金属膜；/nS2、混镀：向所述复合镀膜装置中加入牺牲层源物质，通过加热的方法使得初始膜源物质和牺牲层源物质共同蒸发，并混合沉积在初始金属膜表面，形成金属膜材料-牺牲材料混合层；/nS3、刻蚀：向所述复合镀膜装置中加入牺牲材料刻蚀气体，将金属膜材料-牺牲材料混合层中的牺牲材料溶解、去除，保留初始金属膜材料，使初始金属膜表面形成粗糙层；/nS4、复镀：向所述复合镀膜装置中加入复合膜源物质，通过加热的方法使得复合膜源物质蒸发并沉积在初始金属膜表面，形成复合金属膜；/nS5、出料：将复合金属薄膜制备完成的基体从所述复合镀膜装置中取出。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合金属薄膜制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、初镀：将基体装入复合镀膜装置中，再向所述复合镀膜装置中加入初始膜源物质，通过加热的方法使得初始膜源物质蒸发并沉积在基体上，形成初始金属膜；
S2、混镀：向所述复合镀膜装置中加入牺牲层源物质，通过加热的方法使得初始膜源物质和牺牲层源物质共同蒸发，并混合沉积在初始金属膜表面，形成金属膜材料-牺牲材料混合层；
S3、刻蚀：向所述复合镀膜装置中加入牺牲材料刻蚀气体，将金属膜材料-牺牲材料混合层中的牺牲材料溶解、去除，保留初始金属膜材料，使初始金属膜表面形成粗糙层；
S4、复镀：向所述复合镀膜装置中加入复合膜源物质，通过加热的方法使得复合膜源物质蒸发并沉积在初始金属膜表面，形成复合金属膜；
S5、出料：将复合金属薄膜制备完成的基体从所述复合镀膜装置中取出。


2.根据权利要求1所述的一种复合金属薄膜制备方法，其特征在于：在所述S4之后，且在所述S5之前，还包括S4-1：判断是否镀膜完成，若镀膜完成，则进行S5，若镀膜未完成，则重复S2、S3、S4，进行下一层金属膜复合镀膜工作。


3.根据权利要求2所述的一种复合金属薄膜制备方法，其特征在于：所述S1和S2之间的时间间隔小于初始金属膜初凝时间，在所述S4之后，当重复进行所述S2时，所述S4和S2之间的时间间隔小于上一层复合金属膜初凝时间。


4.根据权利要求1所述的一种复合金属薄膜制备方法，其特征在于：所述牺牲材料刻蚀气体中混合有氩气，且牺牲材料刻蚀气体和氩气质量比例为1∶3。


5.根据权利要求1所述的一种复合金属薄膜制备方法，其特征在于：所述复合镀膜装置包括壳体(1)，所述壳体(1)下端固定连接有多个支腿，所述壳体(1)下内壁转动连接有转盘座(2)，所述壳体(1)下端固定安装有伺服减速电机(3)，且伺服减速电机(3)的输出轴贯穿壳体(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴宝嘉，冯慧东，顾广瑞，张宇巍，王帅，
申请(专利权)人：延边大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22