含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料及其制备方法与流程
1.本发明具体适用于半导体行业的涉及含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料及其制备方法。
背景技术：
2.静电放电(electrostatic dissipation，即esd)，会对芯片以及包含芯片的电子产品的制造过程和工作运行造成严重的损伤。它的主要破坏有两种，一是由静电放电产生的电流热量而导致热失效，二是由静电放电感应出过高的电压导致的击穿。这两种危害可能同时发生在同一个设备中。另外，esd静电放电也容易对电子电路造成传导干扰或者辐射干扰。芯片及电子器件的微小化、操作系统的高速度以及工厂自动化技术的使用使得esd控制体系成为esd敏感器件质量控制和可靠性保障的重要因素。通常芯片在遭受esd后可通俗分为三种状态：健康，死亡，受伤。健康的，该芯片有适当的esd防护处理，可正常运行几年时间。死亡的，该芯片没有esd防护，而遭受严重的esd损害，不能正常运行。受伤的，该芯片遭受部分损坏，含有潜在的缺陷。虽然短时间内不易发觉，但是在使用过程中出现过早失效。
3.现有的类金刚石碳基薄膜材料，无法被直接应用于esd领域，主要有以下几个原因：
4.电阻值偏低(103-105ohms)，小于等于jedec行业的标准(105-109ohms)；并且阻抗不够稳定，在不同的膜层厚度，不同的工件表面粗糙度等情况下，其阻值波动最多能达到三个数量级。
5.现有的类金刚石碳基薄膜材料其化学稳定性和热稳定性不够良好，在100℃左右碱洗的情况下，其电阻值和膜层结合力都无法达到长期的稳定状态。
6.综上所述，esd应用领域有着一种强烈的市场需求，能到一种先进的材料来替代掉传统材料，从而满足以上的综合性能要求，解决行业的新痛点。
技术实现要素：
7.本发明的目的在于针对现有材料的不足之处，提供含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料及其制备方法，解决了采用常规电弧离子镀技术镀膜会影响材料本身阻抗值的稳定性的问题。
8.本发明是这样实现的，含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料，含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料通过pvd弯管磁过滤电弧技术搭配六甲基二硅氧烷的气体混合技术制备而得；
9.其中，含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料的原材料来源于固态的圆形石墨靶，以及六甲基二硅氧烷(hmdso:c6h18osi2)气体；
10.所述pvd弯管磁过滤电弧技术用于避免镀膜时镀膜工件的表面形成液滴，使得液滴影响工件表面的光洁度，保证材料本身阻抗值的稳定性；
11.所述含硅含氧的高阶静电消散薄膜复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.优选地，所述含硅含氧的高阶静电消散薄膜复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.优选地，所述含硅含氧的高阶静电消散薄膜复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.优选地，所述含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料添加有硅和氧两种不同的元素，为高阶的含碳、硅、氧的多元薄膜复合材料，同时具有多种复合结构。
15.优选地，所述含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料的结构包括：
16.四面体类金刚石；
17.无定形硅氧(a-si：o)结构，其中，所述四面体类金刚石与无定形硅氧(a-si：o)结构结合为高阶的含碳、硅、氧的多元薄膜复合材料。
18.优选地，所述含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料的可控表面阻抗值为10
5-109omhs，同时并且在温度范围-50℃到350℃之间阻抗值稳定。
19.优选地，所述含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料的纳米硬度为3500hv-4000hv，摩擦系数为0.1-0.25，抗粘连表面能为28-36mn/m，其表面粗糙度为ra0.2-0.3。
20.另一方面，本技术还提供了含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料的制备方法，所述含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料的制备方法，具体包括：
21.步骤s1，获取薄膜复合新材料基材，通过pvd弯管磁过滤电弧技术搭配六甲基二硅氧烷的气体混合技术制备含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料，对基材进行预处理，使得基材满足磁过滤电弧离子镀膜要求，将基材放置在镀膜腔内，并对镀膜腔进行抽真空作业，腔体真空度为0.01-0.06pa，同时，镀膜腔内转盘的转速为1-8转/分钟，同时需要对基材进行加热处理，加热处理采用多组热辐射加热板完成，同时，热电偶温控值设定为120-140℃，持续恒温加热20-60分钟后再关闭多组热辐射加热板；
22.步骤s2，取预处理后的基材，对基材进行钛打底层镀膜处理，关闭阳极层离子源，打开两列钛靶的挡板，氩气流量调整到150sccm，设定钛靶的溅射功率为18kw；加载偏压到800v、脉冲频率10-150khz和占空比20％，持续镀钛10分钟；
23.步骤s3，获取钛打底层镀膜处理的基材，打开电弧石墨靶材，进行过渡层镀膜处理，继续进行溅射钛，氩气流量调整到80sccm，靶材功率18kw；同时打开电弧石墨靶材，功率20-100a，进行磁过滤电流1-6a，过渡层持续20-60分钟，加载偏压到0-500v、脉冲频率10-150khz和占空比20％；
24.步骤s4，获取过渡层镀膜处理的产品，通入六甲基二硅氧烷气体，实现功能层沉积，关闭磁控溅射钛靶，持续打开石墨靶电弧工艺过程，功率调整55a，磁过滤电流2a，氩气流量调整到50sccm，通入六甲基二硅氧烷气体流量为1-10g/min，调整偏压到0-500v、脉冲频率10-150khz和占空比10％，沉积分钟为250分钟；
25.步骤s5，关闭所有参数设定，冷却处理镀膜后基材，获得最终产品优选地，在步骤s1中，所述对基材进行预处理的方法，具体包括：
26.开启两列阳极层离子源，同时通入氩气，氩气的设定流量为200-250sccm，在工件上加载偏压0-500v、脉冲频率10-150khz和占空比20％，进行60分钟的离子刻蚀和清洗过程。
27.优选地，在步骤s4中，打开电弧石墨靶材，进行过渡层镀膜处理，进行磁过滤电流时，加载偏压到100-200v、脉冲频率20-80khz；
28.在步骤s4中，通入六甲基二硅氧烷气体流量为3-7g/min。
29.与现有技术相比，本技术实施例主要有以下有益效果：
30.本发明所提供的含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料及其制备方法采用弯管磁过滤技术制备含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料，本发明采用了pvd弯管磁过滤电弧物理气相沉积技术，通过在现有的四面体类金刚石碳基薄膜材料基础上，额外掺杂硅和氧元素，制备了一种新型的类金刚石碳基薄膜材料，该新材料在成分和结构上都经过改良，与传统的湿化学表面处理技术制备的材料(例如阳极氧化层和化学喷涂特氟龙材料)相比，其性能优势在于精准可控的表面电阻值、超高的表面硬度和耐磨损性能以及良好的化学稳定性。
附图说明
31.图1是本发明提供的含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料结构示意图。
具体实施方式
32.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术；本技术的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本技术的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
33.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
34.现有的类金刚石碳基薄膜材料，无法被直接应用于esd领域，主要有以下几个原因：
35.电阻值偏低(103-105ohms)，小于等于jedec行业的标准(105-109ohms)；并且阻抗不够稳定，在不同的膜层厚度，不同的工件表面粗糙度等情况下，其阻值波动最多能达到三个数量级。
36.现有的类金刚石碳基薄膜材料其化学稳定性和热稳定性不够良好，在100℃左右碱洗的情况下，其电阻值和膜层结合力都无法达到长期的稳定状态。
37.综上所述，esd应用领域有着一种强烈的市场需求，能到一种先进的材料来替代掉传统材料，从而满足以上的综合性能要求，解决行业的新痛点。此种结构除了可以增加原材料的阻抗值之外，还可以加强新材料的化学稳定性及耐温性，基于此，我们提出了含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料及其制备方法。本发明所提供的含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料及其制备方法采用弯管磁过滤技术制备含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料，本发明采用了pvd弯管磁过滤电弧物理气相沉积技术，通过在现有的四面体类
金刚石碳基薄膜材料基础上，额外掺杂硅和氧元素，制备了一种新型的类金刚石碳基薄膜材料，该新材料在成分和结构上都经过改良，与传统的湿化学表面处理技术制备的材料(例如阳极氧化层和化学喷涂特氟龙材料)相比，其性能优势在于精准可控的表面电阻值、超高的表面硬度和耐磨损性能以及良好的化学稳定性。
38.实施例1
39.本发明实施例提供了含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料，如图1所示，含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料通过pvd弯管磁过滤电弧技术搭配六甲基二硅氧烷的气体混合技术制备而得；
40.其中，含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料的原材料来源于固态的圆形石墨靶，以及六甲基二硅氧烷(hmdso:c6h18osi2)气体，相比不带过滤的常规电弧离子镀技术而言，其具有一大优势：在固态靶材原子被蒸发的过程中，会有一种中间态液态的产生，由此会在镀膜工件的表面形成液滴，此液滴会影响工件表面的光洁度，会影响材料本身阻抗值的稳定性，本技术通过pvd弯管磁过滤电弧技术，可以把新材料的表面阻抗值控制在10-104ohms范围内；
41.所述pvd弯管磁过滤电弧技术用于避免镀膜时镀膜工件的表面形成液滴，使得液滴影响工件表面的光洁度，保证材料本身阻抗值的稳定性；
42.所述含硅含氧的高阶静电消散薄膜复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.所述含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料添加有硅和氧两种不同的元素，为高阶的含碳、硅、氧的多元薄膜复合材料，同时具有多种复合结构。
44.所述含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料的结构包括：
45.四面体类金刚石；
46.无定形硅氧(a-si：o)结构，其中，所述四面体类金刚石与无定形硅氧(a-si：o)结构结合为高阶的含碳、硅、氧的多元薄膜复合材料。
47.所述含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料的可控表面阻抗值为10
5-109omhs，同时并且在温度范围-50℃到350℃之间阻抗值稳定。
48.所述含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料的纳米硬度为3500hv，摩擦系数为0.1，抗粘连表面能为28mn/m，其表面粗糙度为ra0.2。
49.本技术还提供了一种含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料的制备方法，所述含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料的制备方法，具体包括：
50.步骤s1，获取薄膜复合新材料基材，通过pvd弯管磁过滤电弧技术搭配六甲基二硅氧烷的气体混合技术制备含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料，对基材进行预处理，使得基材满足磁过滤电弧离子镀膜要求，将基材放置在镀膜腔内，并对镀膜腔进行抽真空作业，腔体真空度为0.01pa，同时，镀膜腔内转盘的转速为1转/分钟，同时需要对基材进行加热处理，加热处理采用多组热辐射加热板完成，同时，热电偶温控值设定为120℃，持续恒温加热20分钟后再关闭多组热辐射加热板；
51.步骤s2，取预处理后的基材，对基材进行钛打底层镀膜处理，关闭阳极层离子源，打开两列钛靶的挡板，氩气流量调整到150sccm，设定钛靶的溅射功率为18kw；加载偏压到800v、脉冲频率10khz和占空比20％，持续镀钛10分钟；
52.步骤s3，获取钛打底层镀膜处理的基材，打开电弧石墨靶材，进行过渡层镀膜处理，继续进行溅射钛，氩气流量调整到80sccm，靶材功率18kw；同时打开电弧石墨靶材，功率20a，进行磁过滤电流1a，过渡层持续20分钟，加载偏压到10v、脉冲频率10khz和占空比20％；
53.步骤s4，获取过渡层镀膜处理的产品，通入六甲基二硅氧烷气体，实现功能层沉积，关闭磁控溅射钛靶，持续打开石墨靶电弧工艺过程，功率调整55a，磁过滤电流2a，氩气流量调整到50sccm，通入六甲基二硅氧烷气体流量为3g/min，调整偏压到200v、脉冲频率70khz和占空比10％，沉积分钟为250分钟；
54.步骤s5，关闭所有参数设定，冷却处理镀膜后基材，获得最终产品。
55.实施例2
56.本发明实施例提供了含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料，如图1所示，含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料通过pvd弯管磁过滤电弧技术搭配六甲基二硅氧烷的气体混合技术制备而得；
57.其中，含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料的原材料来源于固态的圆形石墨靶，以及六甲基二硅氧烷(hmdso:c6h18osi2)气体，相比不带过滤的常规电弧离子镀技术而言，其具有一大优势：在固态靶材原子被蒸发的过程中，会有一种中间态液态的产生，由此会在镀膜工件的表面形成液滴，此液滴会影响工件表面的光洁度，会影响材料本身阻抗值的稳定性，本技术通过pvd弯管磁过滤电弧技术，可以把新材料的表面阻抗值控制在10-104ohms范围内；
58.所述pvd弯管磁过滤电弧技术用于避免镀膜时镀膜工件的表面形成液滴，使得液滴影响工件表面的光洁度，保证材料本身阻抗值的稳定性；
59.所述含硅含氧的高阶静电消散薄膜复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.所述含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料添加有硅和氧两种不同的元素，为高阶的含碳、硅、氧的多元薄膜复合材料，同时具有多种复合结构。
61.所述含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料的结构包括：
62.四面体类金刚石；
63.无定形硅氧(a-si：o)结构，其中，所述四面体类金刚石与无定形硅氧(a-si：o)结构结合为高阶的含碳、硅、氧的多元薄膜复合材料。
64.所述含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料的可控表面阻抗值为10
5-109omhs，同时并且在温度范围-50℃到350℃之间阻抗值稳定。
65.所述含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料的纳米硬度为4000hv，摩擦系数为0.25，抗粘连表面能为36mn/m，其表面粗糙度为ra0.3。
66.本技术还提供了一种含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料的制备方法，所述含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料的制备方法，具体包括：
67.步骤s1，获取薄膜复合新材料基材，通过pvd弯管磁过滤电弧技术搭配六甲基二硅氧烷的气体混合技术制备含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料，对基材进行预处理，使得基材满足磁过滤电弧离子镀膜要求，将基材放置在镀膜腔内，并对镀膜腔进行抽真空作业，腔体真空度为0.06pa，同时，镀膜腔内转盘的转速为8转/分钟，同时需要对基材进行
加热处理，加热处理采用多组热辐射加热板完成，同时，热电偶温控值设定为140℃，持续恒温加热60分钟后再关闭多组热辐射加热板；
68.步骤s2，取预处理后的基材，对基材进行钛打底层镀膜处理，关闭阳极层离子源，打开两列钛靶的挡板，氩气流量调整到150sccm，设定钛靶的溅射功率为18kw；加载偏压到800v、脉冲频率10-150khz和占空比20％，持续镀钛10分钟；
69.步骤s3，获取钛打底层镀膜处理的基材，打开电弧石墨靶材，进行过渡层镀膜处理，继续进行溅射钛，氩气流量调整到80sccm，靶材功率18kw；同时打开电弧石墨靶材，功率40a，进行磁过滤电流2a，过渡层持续30分钟，加载偏压到300v、脉冲频率150khz和占空比20％；
70.步骤s4，获取过渡层镀膜处理的产品，通入六甲基二硅氧烷气体，实现功能层沉积，关闭磁控溅射钛靶，持续打开石墨靶电弧工艺过程，功率调整55a，磁过滤电流2a，氩气流量调整到50sccm，通入六甲基二硅氧烷气体流量为4g/min，调整偏压到110v、脉冲频率70khz和占空比10％，沉积分钟为250分钟；
71.步骤s5，关闭所有参数设定，冷却处理镀膜后基材，获得最终产品。
72.在步骤s1中，所述对基材进行预处理的方法，具体包括：
73.开启两列阳极层离子源，同时通入氩气，氩气的设定流量为200sccm，在工件上加载偏压200v、脉冲频率60khz和占空比20％，进行60分钟的离子刻蚀和清洗过程。
74.实施例3
75.本发明实施例提供了含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料，如图1所示，含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料通过pvd弯管磁过滤电弧技术搭配六甲基二硅氧烷的气体混合技术制备而得；
76.其中，含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料的原材料来源于固态的圆形石墨靶，以及六甲基二硅氧烷(hmdso:c6h18osi2)气体，相比不带过滤的常规电弧离子镀技术而言，其具有一大优势：在固态靶材原子被蒸发的过程中，会有一种中间态液态的产生，由此会在镀膜工件的表面形成液滴，此液滴会影响工件表面的光洁度，会影响材料本身阻抗值的稳定性，本技术通过pvd弯管磁过滤电弧技术，可以把新材料的表面阻抗值控制在10-104ohms范围内；
77.所述pvd弯管磁过滤电弧技术用于避免镀膜时镀膜工件的表面形成液滴，使得液滴影响工件表面的光洁度，保证材料本身阻抗值的稳定性；
78.所述含硅含氧的高阶静电消散薄膜复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.所述含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料添加有硅和氧两种不同的元素，为高阶的含碳、硅、氧的多元薄膜复合材料，同时具有多种复合结构。
80.所述含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料的结构包括：
81.四面体类金刚石；
82.无定形硅氧(a-si：o)结构，其中，所述四面体类金刚石与无定形硅氧(a-si：o)结构结合为高阶的含碳、硅、氧的多元薄膜复合材料。
83.所述含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料的可控表面阻抗值为10
5-109omhs，同时并且在温度范围-50℃到350℃之间阻抗值稳定。
84.所述含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料的纳米硬度为3700hv，摩擦系数为0.15，抗粘连表面能为29mn/m，其表面粗糙度为ra0.25。
85.本技术还提供了一种含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料的制备方法，所述含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料的制备方法，具体包括：
86.步骤s1，获取薄膜复合新材料基材，通过pvd弯管磁过滤电弧技术搭配六甲基二硅氧烷的气体混合技术制备含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料，对基材进行预处理，使得基材满足磁过滤电弧离子镀膜要求，将基材放置在镀膜腔内，并对镀膜腔进行抽真空作业，腔体真空度为0.03pa，同时，镀膜腔内转盘的转速为3转/分钟，同时需要对基材进行加热处理，加热处理采用多组热辐射加热板完成，同时，热电偶温控值设定为122℃，持续恒温加热22分钟后再关闭多组热辐射加热板；
87.步骤s2，取预处理后的基材，对基材进行钛打底层镀膜处理，关闭阳极层离子源，打开两列钛靶的挡板，氩气流量调整到150sccm，设定钛靶的溅射功率为18kw；加载偏压到800v、脉冲频率140khz和占空比20％，持续镀钛10分钟；
88.步骤s3，获取钛打底层镀膜处理的基材，打开电弧石墨靶材，进行过渡层镀膜处理，继续进行溅射钛，氩气流量调整到80sccm，靶材功率18kw；同时打开电弧石墨靶材，功率80a，进行磁过滤电流4a，过渡层持续22分钟，加载偏压到340v、脉冲频率130khz和占空比20％；
89.步骤s4，获取过渡层镀膜处理的产品，通入六甲基二硅氧烷气体，实现功能层沉积，关闭磁控溅射钛靶，持续打开石墨靶电弧工艺过程，功率调整55a，磁过滤电流2a，氩气流量调整到50sccm，通入六甲基二硅氧烷气体流量为5g/min，调整偏压到100v、脉冲频率140khz和占空比10％，沉积分钟为250分钟；
90.步骤s5，关闭所有参数设定，冷却处理镀膜后基材，获得最终产品。
91.在步骤s1中，所述对基材进行预处理的方法，具体包括：
92.开启两列阳极层离子源，同时通入氩气，氩气的设定流量为250sccm，在工件上加载偏压500v、脉冲频率70khz和占空比20％，进行60分钟的离子刻蚀和清洗过程。
93.实施例4
94.本发明实施例提供了含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料，如图1所示，含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料通过pvd弯管磁过滤电弧技术搭配六甲基二硅氧烷的气体混合技术制备而得；
95.其中，含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料的原材料来源于固态的圆形石墨靶，以及六甲基二硅氧烷(hmdso:c6h18osi2)气体，相比不带过滤的常规电弧离子镀技术而言，其具有一大优势：在固态靶材原子被蒸发的过程中，会有一种中间态液态的产生，由此会在镀膜工件的表面形成液滴，此液滴会影响工件表面的光洁度，会影响材料本身阻抗值的稳定性，本技术通过pvd弯管磁过滤电弧技术，可以把新材料的表面阻抗值控制在10-104ohms范围内；
96.所述pvd弯管磁过滤电弧技术用于避免镀膜时镀膜工件的表面形成液滴，使得液滴影响工件表面的光洁度，保证材料本身阻抗值的稳定性；
97.所述含硅含氧的高阶静电消散薄膜复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.所述含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料添加有硅和氧两种不同的元素，为高阶的含碳、硅、氧的多元薄膜复合材料，同时具有多种复合结构。
99.所述含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料的结构包括：
100.四面体类金刚石；
101.无定形硅氧(a-si：o)结构，其中，所述四面体类金刚石与无定形硅氧(a-si：o)结构结合为高阶的含碳、硅、氧的多元薄膜复合材料。
102.所述含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料的可控表面阻抗值为10
5-109omhs，同时并且在温度范围-50℃到350℃之间阻抗值稳定。
103.所述含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料的纳米硬度为3900hv，摩擦系数为0.22，抗粘连表面能为32mn/m，其表面粗糙度为ra0.28。
104.本技术还提供了一种含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料的制备方法，所述含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料的制备方法，具体包括：
105.步骤s1，获取薄膜复合新材料基材，通过pvd弯管磁过滤电弧技术搭配六甲基二硅氧烷的气体混合技术制备含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料，对基材进行预处理，使得基材满足磁过滤电弧离子镀膜要求，将基材放置在镀膜腔内，并对镀膜腔进行抽真空作业，腔体真空度为0.05pa，同时，镀膜腔内转盘的转速为3转/分钟，同时需要对基材进行加热处理，加热处理采用多组热辐射加热板完成，同时，热电偶温控值设定为123℃，持续恒温加热55分钟后再关闭多组热辐射加热板；
106.步骤s2，取预处理后的基材，对基材进行钛打底层镀膜处理，关闭阳极层离子源，打开两列钛靶的挡板，氩气流量调整到150sccm，设定钛靶的溅射功率为18kw；加载偏压到800v、脉冲频率140khz和占空比20％，持续镀钛10分钟；
107.步骤s3，获取钛打底层镀膜处理的基材，打开电弧石墨靶材，进行过渡层镀膜处理，继续进行溅射钛，氩气流量调整到80sccm，靶材功率18kw；同时打开电弧石墨靶材，功率70a，进行磁过滤电流1a，过渡层持续45分钟，加载偏压到230v、脉冲频率110khz和占空比20％；
108.步骤s4，获取过渡层镀膜处理的产品，通入六甲基二硅氧烷气体，实现功能层沉积，关闭磁控溅射钛靶，持续打开石墨靶电弧工艺过程，功率调整55a，磁过滤电流2a，氩气流量调整到50sccm，通入六甲基二硅氧烷，调整偏压和占空比10％，沉积分钟为250分钟；
109.步骤s5，关闭所有参数设定，冷却处理镀膜后基材，获得最终产品。
110.在步骤s1中，所述对基材进行预处理的方法，具体包括：
111.开启两列阳极层离子源，同时通入氩气，氩气的设定流量为240sccm，在工件上加载偏压220v、脉冲频率70khz和占空比20％，进行60分钟的离子刻蚀和清洗过程。
112.在步骤s4中，打开电弧石墨靶材，进行过渡层镀膜处理，进行磁过滤电流时，加载偏压到100v、脉冲频率20khz；
113.在步骤s4中，通入六甲基二硅氧烷气体流量为3g/min。
114.实施例5
115.本发明实施例提供了含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料，如图1所示，含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料通过pvd弯管磁过滤电弧技术搭配六甲基二硅氧烷的气体混合技术制备而得；
116.其中，含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料的原材料来源于固态的圆形石墨靶，以及六甲基二硅氧烷(hmdso:c6h18osi2)气体，相比不带过滤的常规电弧离子镀技术而言，其具有一大优势：在固态靶材原子被蒸发的过程中，会有一种中间态液态的产生，由此会在镀膜工件的表面形成液滴，此液滴会影响工件表面的光洁度，会影响材料本身阻抗值的稳定性，本技术通过pvd弯管磁过滤电弧技术，可以把新材料的表面阻抗值控制在10-104ohms范围内；
117.所述pvd弯管磁过滤电弧技术用于避免镀膜时镀膜工件的表面形成液滴，使得液滴影响工件表面的光洁度，保证材料本身阻抗值的稳定性；
118.所述含硅含氧的高阶静电消散薄膜复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.所述含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料添加有硅和氧两种不同的元素，为高阶的含碳、硅、氧的多元薄膜复合材料，同时具有多种复合结构。
120.所述含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料的结构包括：
121.四面体类金刚石；
122.无定形硅氧(a-si：o)结构，其中，所述四面体类金刚石与无定形硅氧(a-si：o)结构结合为高阶的含碳、硅、氧的多元薄膜复合材料。
123.所述含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料的可控表面阻抗值为10
5-109omhs，同时并且在温度范围-50℃到350℃之间阻抗值稳定。
124.所述含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料的纳米硬度为3700hv，摩擦系数为0.23，抗粘连表面能为33mn/m，其表面粗糙度为ra0.2-0.3。
125.本技术还提供了一种含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料的制备方法，所述含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料的制备方法，具体包括：
126.步骤s1，获取薄膜复合新材料基材，通过pvd弯管磁过滤电弧技术搭配六甲基二硅氧烷的气体混合技术制备含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料，对基材进行预处理，使得基材满足磁过滤电弧离子镀膜要求，将基材放置在镀膜腔内，并对镀膜腔进行抽真空作业，腔体真空度为0.04pa，同时，镀膜腔内转盘的转速为4转/分钟，同时需要对基材进行加热处理，加热处理采用多组热辐射加热板完成，同时，热电偶温控值设定为132℃，持续恒温加热35分钟后再关闭多组热辐射加热板；
127.步骤s2，取预处理后的基材，对基材进行钛打底层镀膜处理，关闭阳极层离子源，打开两列钛靶的挡板，氩气流量调整到150sccm，设定钛靶的溅射功率为18kw；加载偏压到800v、脉冲频率20khz和占空比20％，持续镀钛10分钟；
128.步骤s3，获取钛打底层镀膜处理的基材，打开电弧石墨靶材，进行过渡层镀膜处理，继续进行溅射钛，氩气流量调整到80sccm，靶材功率18kw；同时打开电弧石墨靶材，功率70a，进行磁过滤电流3a，过渡层持续44分钟，加载偏压到200v、脉冲频率120khz和占空比20％；
129.步骤s4，获取过渡层镀膜处理的产品，通入六甲基二硅氧烷气体，实现功能层沉积，关闭磁控溅射钛靶，持续打开石墨靶电弧工艺过程，功率调整55a，磁过滤电流2a，氩气流量调整到50sccm，通入六甲基二硅氧烷气体，调整偏压和占空比10％，沉积分钟为250分钟；
130.步骤s5，关闭所有参数设定，冷却处理镀膜后基材，获得最终产品。
131.在步骤s1中，所述对基材进行预处理的方法，具体包括：
132.开启两列阳极层离子源，同时通入氩气，氩气的设定流量为220sccm，在工件上加载偏压240v、脉冲频率140khz和占空比20％，进行60分钟的离子刻蚀和清洗过程。
133.在步骤s4中，打开电弧石墨靶材，进行过渡层镀膜处理，进行磁过滤电流时，加载偏压到200v、脉冲频率80khz；
134.在步骤s4中，通入六甲基二硅氧烷气体流量为4g/min。
135.性能测试：
136.取本技术中任一实施例，同时取多组非过滤镀膜技术的含硅含氧的四面体类金刚石碳基薄膜材料、采用pecvd技术镀膜的含硅含氧的四面体类金刚石碳基薄膜材料、采用磁过滤电弧的四面体类金刚石碳基薄膜材料进行性能测试，测试结果如表1所示。
137.表1性能测试表
[0138][0139]
经过性能测试，可以得出，本技术制备的产品可控表面阻抗值为10
5-109omhs，同时产品通过了jedec行业的检测标准jesd625b，并且在温度范围-50℃到350℃之间阻抗值仍稳定；产品材料的纳米硬度为3500hv-4000hv，产品的摩擦系数为0.1-0.25(对不锈钢的干摩擦系数)；产品的抗粘连表面能28-36mn/m；产品膜层结合力：hf1-hf2；产品的膜层厚度：3-5微米，产品表面粗糙度：ra0.2-0.3。
[0140]
综上所述，本发明提供了含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料及其制备方法，本发明所提供的含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料及其制备方法采用弯管磁过滤技术制备含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料，相比不带过滤的常规电弧离子镀技术而言，通过磁过滤技术，可以把新材料的表面阻抗值控制在10-104ohms范围内，同时在四面体类金刚石碳基材料里，同时添加硅、氧、氢元素，在原有的sp3类金刚石相和sp2石墨相的结构中，又多了一种非晶态的硅氧结构。此种结构除了可以增加原材料的阻抗值之外，还可以加强新材料的化学稳定性及耐温性。
[0141]
需要说明的是，对于前述的各实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据
本发明，某些步骤可能采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
[0142]
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对发明的保护范围进行限制。显然，所描述的实施例仅仅是本发明部分实施例，而不是全部实施例。基于这些实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明所要保护的范围。尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域普通技术人员依然可以在不冲突的情况下，不作出创造性劳动对本发明各实施例中的特征根据情况相互组合、增删或作其他调整，从而得到不同的、本质未脱离本发明的构思的其他技术方案，这些技术方案也同样属于本发明所要保护的范围。
技术特征：
1.含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料，其特征在于，含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料通过pvd弯管磁过滤电弧技术搭配六甲基二硅氧烷的气体混合技术制备而得；其中，含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料的原材料来源于固态的圆形石墨靶，以及六甲基二硅氧烷(hmdso:c6h18osi2)气体；所述pvd弯管磁过滤电弧技术用于避免镀膜时镀膜工件的表面形成液滴，使得液滴影响工件表面的光洁度，保证材料本身阻抗值的稳定性；所述含硅含氧的高阶静电消散薄膜复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.如权利要求1所述的含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料，其特征在于：所述含硅含氧的高阶静电消散薄膜复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.如权利要求2所述的含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料，其特征在于：所述含硅含氧的高阶静电消散薄膜复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.如权利要求3所述的含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料，其特征在于：所述含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料添加有硅和氧两种不同的元素，为高阶的含碳、硅、氧的多元薄膜复合材料，同时具有多种复合结构。5.如权利要求1所述的含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料，其特征在于：所述含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料的结构包括：四面体类金刚石；无定形硅氧(a-si：o)结构，其中，所述四面体类金刚石与无定形硅氧(a-si：o)结构结合为高阶的含碳、硅、氧的多元薄膜复合材料。6.如权利要求5所述的含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料，其特征在于：所述含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料的可控表面阻抗值为10
5-109omhs，同时并且在温度范围-50℃到350℃之间阻抗值稳定。7.如权利要求6所述的含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料，其特征在于：所述含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料的纳米硬度为3500hv-4000hv，摩擦系数为0.1-0.25，抗粘连表面能为28-36mn/m，其表面粗糙度为ra0.2-0.3。8.基于权利要求1-7任一所述含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料的含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料的制备方法，其特征在于：所述含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料的制备方法，具体包括：步骤s1，获取薄膜复合新材料基材，通过pvd弯管磁过滤电弧技术搭配六甲基二硅氧烷的气体混合技术制备含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料，对基材进行预处理，使得基材满足磁过滤电弧离子镀膜要求，将基材放置在镀膜腔内，并对镀膜腔进行抽真空作业，腔体真空度为0.01-0.06pa，同时，镀膜腔内转盘的转速为1-8转/分钟，同时需要对基材进行加热处理，加热处理采用多组热辐射加热板完成，同时，热电偶温控值设定为120-140℃，持续恒温加热20-60分钟后再关闭多组热辐射加热板；步骤s2，取预处理后的基材，对基材进行钛打底层镀膜处理，关闭阳极层离子源，打开
两列钛靶的挡板，氩气流量调整到150sccm，设定钛靶的溅射功率为18kw；加载偏压到800v、脉冲频率10-150khz和占空比20％，持续镀钛10分钟；步骤s3，获取钛打底层镀膜处理的基材，打开电弧石墨靶材，进行过渡层镀膜处理，继续进行溅射钛，氩气流量调整到80sccm，靶材功率18kw；同时打开电弧石墨靶材，功率20-100a，进行磁过滤电流1-6a，过渡层持续20-60分钟，加载偏压到0-500v、脉冲频率10-150khz和占空比20％；步骤s4，获取过渡层镀膜处理的产品，通入六甲基二硅氧烷气体，实现功能层沉积，关闭磁控溅射钛靶，持续打开石墨靶电弧工艺过程，功率调整55a，磁过滤电流2a，氩气流量调整到50sccm，通入六甲基二硅氧烷气体流量为1-10g/min，调整偏压到0-500v、脉冲频率10-150khz和占空比10％，沉积分钟为250分钟；步骤s5，关闭所有参数设定，冷却处理镀膜后基材，获得最终产品。9.如权利要求8所述的含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料的制备方法，其特征在于：在步骤s1中，所述对基材进行预处理的方法，具体包括：开启两列阳极层离子源，同时通入氩气，氩气的设定流量为200-250sccm，在工件上加载偏压0-500v、脉冲频率10-150khz和占空比20％，进行60分钟的离子刻蚀和清洗过程。10.如权利要求8所述的含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料的制备方法，其特征在于：在步骤s4中，打开电弧石墨靶材，进行过渡层镀膜处理，进行磁过滤电流时，加载偏压到100-200v、脉冲频率20-80khz；在步骤s4中，通入六甲基二硅氧烷气体流量为3-7g/min。
技术总结
本发明公开了适用于半导体行业的含硅含氧的高阶静电消散薄膜复合新材料及其制备方法。本发明采用了PVD弯管磁过滤电弧物理气相沉积技术，通过在现有的四面体类金刚石碳基薄膜材料基础上，额外掺杂硅和氧元素，制备了一种新型的类金刚石碳基薄膜材料，该新材料在成分和结构上都经过改良，与传统的湿化学表面处理技术制备的材料相比，其性能优势在于精准可控的表面电阻值、超高的表面硬度和耐磨损性能以及良好的化学稳定性。以及良好的化学稳定性。以及良好的化学稳定性。
