一种含有不同择优取向的氮化铝涂层及制备方法

本发明涉及材料表面处理，特别涉及一种含有不同择优取向的氮化铝涂层及制备方法。

背景技术：

1、近年来，柔性oled显示技术正逐步成为主流显示技术，而高质量的化学气相沉积用掩膜板(cvd mask)是实现oled高质量封装性能的关键。因cvd mask对位置精度要求十分严格，为了避免因温度变化导致的位置变形，一般采用因瓦合金制备cvd mask。而为了提高cvd mask的阻隔绝缘耐腐蚀特性，通常在其表面制备一层al2o3薄膜，但因瓦合金的热膨胀系数与al2o3差异大，沉积薄膜过程中易引起cvd mask变形，无法保证cvd mask精度，且较大的内应力甚至会导致脱膜失效。

技术实现思路

1、基于此，本发明的目的是提供一种含有不同择优取向的氮化铝涂层及制备方法，通过采用含有不同择优取向的氮化铝涂层复合结构，替换单一的氧化铝涂层，以提高cvdmask的力学性能、绝缘阻隔性和耐腐蚀性。

2、第一方面，本发明提供一种含有不同择优取向的氮化铝涂层，成形于基材的表面，包括位于所述基材表面上的第一择优取向氮化铝涂层，位于所述第一择优取向氮化铝涂层表面上的非晶氮化铝过渡层，以及位于所述非晶氮化铝过渡层表面上的第二择优取向氮化铝涂层，所述第二择优取向氮化铝涂层和所述第一择优取向氮化铝涂层的择优取向不相同。

3、进一步地，所述第一择优取向氮化铝涂层的厚度为1～3um，所述非晶氮化铝过渡层的厚度为50～200nm；所述第二择优取向氮化铝涂层的厚度为1～3um。

4、进一步地，该氮化铝涂层的择优取向为氧化铝晶体的首选晶面取向。

5、进一步地，该首选晶面以纤锌矿为主要晶体结构，表现出a轴方向生长或c轴方向生长。

6、第二方面，本发明提供一种含有不同择优取向的氮化铝涂层的制备方法，包括以下步骤：

7、步骤s10，将等离子体清洗后的基材送入反应腔中，采用磁控溅射方式在所述基材的表面上沉积第一择优取向氮化铝涂层，所述基材以第一预设速度运动；

8、步骤s11，将沉积后的基材送入静放室中，进行冷却至预设温度；

9、步骤s12，将冷却后的基材送入抽真空的过渡腔室内，采用气体离子源轰击所述第一择优取向氮化铝涂层，以在所述第一择优取向氮化铝涂层沉积形成非晶氮化铝过渡层；

10、步骤s13，将非晶化后的基材送入反应腔中，采用磁控溅射方式在所述非晶氮化铝过渡层的表面沉积形成第二择优取向氮化铝涂层，所述基材以第二预设速度运动，所述第二预设速度与所述第一预设速度不相同。

11、进一步地，在步骤s10和步骤s13中，磁控溅射所采用的电源为中频电源，电压为300～600v，工作气体为氩气，反应气体为氮气。

12、进一步地，在步骤s11中，预设温度为20～50℃。

13、进一步地，在步骤s12中，气体离子源为线性阳极离子源，工作气体为氩气，电压可调范围为50～300v，轰击时间为10～30min。

14、进一步地，在步骤s10中，所述基材安装在反应腔中的平动轨道上，所述平动轨道带动所述基材做往复移动；

15、所述平动轨道上设有对所述基材通入负偏置电压的脉冲偏压电源，和对所述基材加热的加热装置。

16、进一步地，所述脉冲偏压电源的电压范围为0～500v，所述加热装置的加热温度范围为50～200℃，所述平动轨道的运动速度范围为0～200mm/s。

17、进一步地，在步骤s10之前，该制备方法还包括：

18、采用软接触电动叉车将基材转运至定位台架上，通过机械手自动将基材送至清洗设备中进行超声波清洗，并干燥；

19、将干燥后的基材通过机械手自动转运至真空腔内，进行抽真空达到预设真空度后，持续通入工作气体；

20、采用气体离子源轰击基材表面，以对基材进行等离子体清洗。

21、进一步地，气体离子源为线性阳极离子源，工作气体为氩气，电压可调范围为800～1000v，轰击时间为10～30min。

22、相较现有技术，本发明中，通过采用离子源轰击技术将不同择优取向的氮化铝涂层复合在同一基材上，替换单一的氧化铝涂层，实现性能的复合，以提高cvd mask的力学性能、绝缘阻隔性和耐腐蚀性。

技术特征：

1.一种含有不同择优取向的氮化铝涂层，成形于基材的表面，其特征在于：包括位于所述基材表面上的第一择优取向氮化铝涂层，位于所述第一择优取向氮化铝涂层表面上的非晶氮化铝过渡层，以及位于所述非晶氮化铝过渡层表面上的第二择优取向氮化铝涂层，所述第二择优取向氮化铝涂层和所述第一择优取向氮化铝涂层的择优取向不相同。

2.根据权利要求1所述的含有不同择优取向的氮化铝涂层，其特征在于，所述第一择优取向氮化铝涂层的厚度为1~3um，所述非晶氮化铝过渡层的厚度为50 ~ 200nm；所述第二择优取向氮化铝涂层的厚度为1~3um。

3.根据权利要求1所述的含有不同择优取向的氮化铝涂层，其特征在于，该氮化铝涂层的择优取向为氧化铝晶体的首选晶面取向。

4.根据权利要求3所述的含有不同择优取向的氮化铝涂层，其特征在于，该首选晶面以纤锌矿为主要晶体结构，表现出a轴方向生长或c轴方向生长。

5.一种含有不同择优取向的氮化铝涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的含有不同择优取向的氮化铝涂层的制备方法，其特征在于，在步骤s10和步骤s13中，磁控溅射所采用的电源为中频电源，电压为300 ~ 600v，工作气体为氩气，反应气体为氮气；

7.根据权利要求5所述的含有不同择优取向的氮化铝涂层的制备方法，其特征在于，在步骤s10中，所述基材安装在反应腔中的平动轨道上，所述平动轨道带动所述基材做往复移动；

8.根据权利要求7所述的含有不同择优取向的氮化铝涂层的制备方法，其特征在于，所述脉冲偏压电源的电压范围为0 ~ 500 v，所述加热装置的加热温度范围为50 ~ 200℃，所述平动轨道的运动速度范围为0 ~ 200 mm/s。

9.根据权利要求5所述的含有不同择优取向的氮化铝涂层的制备方法，其特征在于，在步骤s10之前，该制备方法还包括：

10.根据权利要求9所述的含有不同择优取向的氮化铝涂层的制备方法，其特征在于，气体离子源为线性阳极离子源，工作气体为氩气，电压可调范围为800 ~ 1000 v，轰击时间为10 ~ 30 min。

技术总结一种含有不同择优取向的氮化铝涂层及制备方法，该制备方法包括以下步骤：将等离子体清洗后的基材送入反应腔中，采用磁控溅射方式在基材的表面上沉积第一择优取向氮化铝涂层；将沉积后的基材送入静放室中，进行冷却至预设温度；将冷却后的基材送入抽真空的过渡腔室内，采用气体离子源轰击第一择优取向氮化铝涂层，以在第一择优取向氮化铝涂层沉积形成非晶氮化铝过渡层；将非晶化后的基材送入反应腔中，采用磁控溅射方式在非晶氮化铝过渡层的表面沉积形成第二择优取向氮化铝涂层。本发明通过采用离子源轰击技术将不同择优取向的氮化铝涂层复合在同一基材上，替换单一的氧化铝涂层，实现性能的复合，以提高CVD Mask的力学性能、绝缘阻隔性和耐腐蚀性。技术研发人员：肖舒,吴熠,刘健诚,黄勇,范舒瑜受保护的技术使用者：华南理工大学技术研发日：技术公布日：2024/6/11