產(chǎn)品簡介

溯源：芯片在刻蝕時，工作氣體多以鹵素碳化物如四氟化碳、四氯化碳為主，優(yōu)選四氟化碳，因氟電負性較大，表現(xiàn)在時效、良率上刻蝕效果。

四氟化碳在等離子體自由基激發(fā)下電離產(chǎn)生氟原子，雙原子結(jié)合成氟氣，它對金屬、陶瓷及所有的接觸制品都產(chǎn)生較快的侵蝕。實驗中，發(fā)現(xiàn)釔原子對氟有著很強的鈍化作用，它與氧化釔生成氟氧化釔，阻礙氟的繼續(xù)侵蝕，故選用氧化釔為保護層完成刻蝕進程。

等離子體作用下的工作氣體，極易與晶距小、晶內(nèi)雜質(zhì)或空隙高的氧化釔產(chǎn)生電子得失，使氧化釔因缺氧發(fā)生晶格畸變形成色斑，使得涂層變紅色。等離子體密度越大，體變色越易；體活性越大，抗拒能力越低顏色越深。

熔射作用下生成的涂層屬于松散型陶瓷，有著較多的氣孔和較寬的晶界，相較于致密性高的陶瓷同比晶格能低下，隨著紫外線強度的加大涂層顏色由紅色漸漸變?yōu)闊o色，中間伴隨著晶格重整和應力儲層。但半導體用氧化釔，在高密度等離子體作用下，陶瓷表層同樣產(chǎn)生晶格畸變，產(chǎn)生紅色，但在強紫外線照射下，卻因多組單晶胞嵌結(jié)后的瓷件晶格能較大，晶格畸變勢壘較強，難以還原成白色。這是涂層和陶瓷變化后不同的地方。

面板、半導體涂層專用氧化釔噴涂，首先考慮保留體的Zui小變色能量勢壘，抑制涂層變紅，消除涂覆應力存儲，克服涂層強度衰減，延緩刻蝕時長，預防過程涂層脫落或內(nèi)聚力下降產(chǎn)生固體微粒污染晶圓芯片，使之算力下降及綜合功能失穩(wěn)。

抑制氧化釔噴涂涂層變紅，又要使體具有流動性，便于載氣帶勻速，克服法拉第籠效應，增加涂覆效率，降低熔射成本，在半導體部件涂覆上，還要控制涂層的總?cè)莼钚?，吸附固碳微粒，延長再生時效，常規(guī)工藝制作的噴涂功能難以承接與匹配。

抑制涂層變紅，它的粒徑、流動性、松裝密度這三個指標都因此互相掣肘，在工藝策劃時比較難以制衡。它既跟原料的生產(chǎn)工藝有關(guān)，又跟后加工溶劑選擇、分散、表面改性等工段控制有關(guān)。抑制涂層不紅，是制造氧化釔噴涂的核心技術(shù)，涂層防紅，這個指標基本上棒殺了國內(nèi)氧化釔噴涂工廠在半導體這一領(lǐng)域的特殊應用。

本團隊研發(fā)的面板、半導體專用氧化釔熱噴涂客戶測試如下：

NO 項目 Y2O3 標準 OK/NG

1 顏色 白 白 OK

2 黑點 無 無 OK

3 （面板）粗糙度 Ra6.0-6.5um Ra6±2 OK

4 （半導體）粗糙度 Ra6.5-7.5um Ra6±2 OK

5 （面板）上率 10um 8-12um OK

6 （半導體）上率 8um 8-10um OK

7 附著力 >10MPa 8-12MPa OK

8 孔隙率 5% 4-6% OK

9 硬度 HV360-380 HV300-400 OK

在它類面板半導體所用熱噴涂細分領(lǐng)域，如YAG（鋁酸釔）、SPS（硅酸釔）、鋯鋁復合氧化釔、莫來石等都會遇到涂層變色情況，在液晶面板和半導體、及（新能源）太陽能石墨烯底座基板都會遇到上述變色情況。

在以京東方為主液晶面板上游代工企業(yè)，氧化鋁涂層作為絕緣層主要用在下部電極表面涂覆上。下部電極又叫靜電卡盤，長寬約有兩張乒乓球桌子（2300?2700）那么大，基材是加強的金屬鋁板（約25mm厚），將之噴砂粗化后噴涂兩層氧化鋁，中間夾涂金屬鎢層。在鎢層引入電流，由于氧化鋁層的絕緣性能產(chǎn)生靜電引力將待工的液晶面板牢牢吸附在航空鋁板上，完成離子柱等工序。下部電極涂覆，國內(nèi)基本上用的是日本福吉米公司生產(chǎn)的氧化鋁噴涂，該的特點是抗電壓擊穿強度大（5000V），封膠后涂層色調(diào)一直，上機使用不會打火和漏氣，不會使顯示失效或藍屏產(chǎn)生。中國生產(chǎn)氧化鋁噴涂的工廠有數(shù)十家，但是能用在以京東方為主的上游代工企業(yè)的沒有一家，原因如下：對面板專用氧化鋁噴涂的理化指標不明了，難以確立匹配的工藝流程和對原料理化指標要求常態(tài)化；其次，對噴涂熔射工廠的等離子體平鋪代工方式不了解，不知道下游客戶重大關(guān)切，體的指標與涂層的質(zhì)量要求不能有機的對應。所以國內(nèi)做的氧化鋁噴涂，只能用在普通的金屬部件上承擔耐磨和防腐功能，沒有抗電、封膠色差、打火、漏氣和藍屏這些差異化的核心指標。

團隊研發(fā)下部電極專用氧化鋁熱噴涂客戶測試參數(shù)如下

NO 項目 Al2O3 標準 OK/NG

1 顏色 白 白 OK

2 黑點 無 無 OK

3 涂覆粗糙度 Ra6.8-7.7um Ra6±2 OK

4 磨后粗糙度 2-4um Ra4±2 OK

5 上率 10um 8-12um OK

6 附著力 >10MPa 8-12MPa OK

7 孔隙率 2-4% 4-6% OK

8 硬度 HV810-970 HV700-750 OK

9 耐電壓 >6KV >5000V OK

10 電阻 1G? E+9-10 0K

現(xiàn)完成兩枚下部電極涂覆，分別于5月18日、6月4日發(fā)往HKC（惠科股份有限公司）使用，至今無異常。兩枚下部電極檔案號：（惠科四廠）H4：MCM-DE4-210401-03；（惠科五廠）H5：MCM-DE425003100001-200515-02。

本工藝技術(shù)區(qū)別化特點：

1、用乙醇代替水介質(zhì)：由于乙醇的表面張力不足水的三分之一，與體顆粒的結(jié)合力較小，表面改性后容易形成類球形的固體微粒；其次，由于乙醇的羥基是水的四份之一，它與體顆粒在研磨進程中不易產(chǎn)生水化現(xiàn)象，生成氫氧化物，使體發(fā)生化學蠕變，為此，在后期燒結(jié)工序中，體的流動性大幅度的下降。

2、半導體專用噴涂，不但純度要求高純，在氧化釔微觀晶格組成上，要求晶內(nèi)雜質(zhì)和氣孔率極低，才能耐高溫煅燒，使之成瓷的松裝密度增大，便于客戶等離子體熔射涂覆的上率提升，表層硬度增大，延長涂層的使用壽命；在抑制氧化釔涂層變紅，不但對原料有特殊的要求，而且后工序的再加工與傳統(tǒng)工藝也不同。

3、下部電極氧化鋁涂層，要求其涂層高純，抗壓擊穿能力強，上機使用不打火，不漏氣，終段工序封膠色質(zhì)一致，液晶顯示器不消色或產(chǎn)生藍屏，而涂覆在閥門或金屬件表面的普通氧化鋁涂層，通常只具備防腐耐磨功能，它與面板或半導體專用噴涂在理化指標或功能上完全不同，有著本質(zhì)的區(qū)別。