[发明专利]一种锆基吸气剂薄膜制备方法

说明书

本发明公开了一种锆基吸气剂薄膜制备方法，涉及表面工程技术领域，将锆基合金靶材溅射沉积在MEMS器件的内壁上形成锆基吸气剂薄膜，在真空封装过程中锆基吸气剂薄膜被激活，达到维持MEMS器件真空运行环境的目的。本发明的技术方案包括以下步骤：采用化学清洗剂对真空封装的基片表面进行超声清洗后，采用干燥气体对基片吹尖处理。将基片放置在真空室内工件托盘上，抽真空至一定真空度，工件托盘加热至一定温度，对基片进行真空除气处理。向真空室内通入惰性气体，打开偏压电源，同时打开离子源，对基片进行离子束活化；向真空室内通入惰性气体，打开锆Zr或钛Ti靶，在基片表面镀锆Zr或钛Ti过渡层。打开锆钴ZrCo合金靶，在过渡层上镀锆钴ZrCo合金薄膜。

技术领域

本发明涉及表面工程技术领域，具体涉及一种锆基吸气剂薄膜制备方法。

背景技术

大多数MEMS器件都具有真空腔体，采用真空封装能维持真空腔体内的真空度，才能获得较好的性能。传统的MEMS器件采用柱状吸气剂材料维持真空腔体内的真空状态，吸气剂具有专门的激活装置，结构比较复杂。同时为避免吸气材料对器件性能的影响，通常为吸气剂专门设计独立腔体，吸气腔通过小孔与MEMS器件所处的腔体相连，以维持MEMS器件真空运行环境，从而满足MEMS器件高性能的封装要求。

吸气剂薄膜由于可在共晶焊接封装过程中直接被激活，不需要专门的激活装置和激活处理工序，且可沉积在MEMS腔体内壁的非功能区域，因此可省去专门的吸气腔体，从而大大减小整个器件的体积。使用吸气剂薄膜代替传统柱状吸气剂是MEMS器件小型化和低成本生产关键。

与钛基吸气剂薄膜相比，由于锆基吸气薄膜中不含V元素，具有无毒的优点，极大的方便了吸气剂薄膜的使用，扩展了吸气剂薄膜的使用范围。另外，锆基吸气剂薄膜具有比钛基吸气剂薄膜更加优异的吸气性能，如吸气速率更高、吸气量更大等，因而成为新一代吸气剂薄膜材料。

然而目前针对这种锆基吸气薄膜的制备手段欠缺，无法实现在MEMS器件的内壁上形成该薄膜，影响了锆基吸气薄膜在MEMS器件上的使用。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种锆基吸气剂薄膜制备方法，可以将锆基合金靶材溅射沉积在MEMS器件的内壁上形成锆基吸气剂薄膜，在真空封装过程中锆基吸气剂薄膜被激活，达到维持MEMS器件真空运行环境的目的。

为达到上述目的，本发明的技术方案包括以下步骤：

步骤(1)：采用化学清洗剂对真空封装的基片表面进行超声清洗后，采用干燥气体对基片吹尖处理。

步骤(2)：将基片放置在真空室内工件托盘上，抽真空至一定真空度后，对工件托盘加热至一定温度，对基片进行真空除气处理。

步骤(3)：向真空室内通入惰性气体，打开偏压电源，同时打开离子源，对基片进行离子束活化；。

步骤(4)：向真空室内通入惰性气体，打开锆Zr或钛Ti靶，在基片表面镀锆Zr或钛Ti过渡层。

步骤(5)：打开锆钴ZrCo合金靶，在过渡层上镀锆钴ZrCo合金薄膜。

优选地，基片为金属、半导体材料或陶瓷材质的基片。

优选地，步骤(1)：采用化学清洗剂对真空封装的基片表面进行超声清洗后，采用干燥气体对基片吹尖处理，具体为：采用分析纯无水乙醇或丙酮对基片表面进行化学清洗，采用纯净氮气对基片进行吹尖处理。

优选地，步骤(2)：将基片放置在真空室内工件托盘上，抽真空至一定真空度后，对工件托盘加热至一定温度，对基片进行真空除气处理，具体为：将基片固定在真空室内工件托盘上，对真空室抽真空至真空度优于5×10^-4Pa，打开加热器对工件托盘加热至120℃～140℃，对基片进行真空除气处理。