文献类型：期刊文章

作　　者：马文[1,2] 申喆[1,2] 刘琪[1,2] 高元明[1,2] 白玉[1,2] 李荣星[1,2]

MA Wen;SHEN Zhe;LIU Qi;GAO Yuanming;BAI Yu;LI Rongxing(Inner Mongolia Key Laboratory of Thin Film and Coatings,School of Materials Science and Engineering,Inner Mongolia University of Technology,Hohhot 010051,China;Inner Mongolia Engineering Research Center of Rare-earth New Materials and Functional Coatings,Hohhot 010051,China)

机构地区：[1]内蒙古工业大学材料科学与工程学院,内蒙古自治区薄膜与涂层重点实验室,呼和浩特010051 [2]内蒙古自治区稀土新材料及功能涂层工程研究中心,呼和浩特010051

出　　处：《无机材料学报》

基　　金：内蒙古自然科学基金(2022MS05003,2021PT0008,JY20220041);内蒙古自治区高校创新科研团队项目(NMGIRT2319)。

年　　份：2024

卷　　号：39

期　　号：8

起止页码：929-936

语　　种：中文

收录情况：BDHX、BDHX2023、CAS、CSCD、CSCD2023_2024、EI、JST、RCCSE、SCIE、SCOPUS、WOS、ZGKJHX、核心刊

摘　　要：随着高端芯片竞争的白热化,Y_(2)O_(3)涂层作为等离子体刻蚀工艺腔的重要组成部分,对其研究逐渐成为科研热点。利用悬浮液等离子喷涂(Suspension Plasma Spraying,SPS)在铝合金表面制备Y_(2)O_(3)涂层,研究了不同工艺参数对涂层的物相组成、力学性能、显微形貌和介电强度等的影响;在CF4/Ar/O_(2)氟等离子体环境中对Y_(2)O_(3)涂层分别刻蚀30、60、120 min后,分析了Y2O3涂层微观孔隙率对刻蚀速率的影响。最优工艺1(喷涂距离80 mm、送液速率35 mL/min、雾化气流速15 L/min、横向移枪速率700 mm/s、纵向移动步进1 mm/step)制备的Y2O3涂层的显微硬度为(3.78±0.36)GPa,孔隙率为(2.35±0.24)%,结合强度为(36.0±3.6)MPa,介电强度为(29.74±2.01)kV/mm。在CF4/Ar/O_(2)组成的混合等离子气体中,Y_(2)O_(3)涂层发生物理和化学反应,Ar+对涂层强烈冲击、轰击诱导,使表面化学键断裂;CF_(2)^(*)和F^(*)使Y_(2)O_(3)不断被刻蚀,生成的YF3附着在涂层表面;同时Ar+不断对涂层表面进行物理冲击,去除YF3层,少量残余在涂层表面的YF3被氧化形成了YOF,最终导致涂层刻蚀率低至(11.48±5.21)nm/min。高致密性、低孔隙率、高均匀性的Y_(2)O_(3)涂层可以有效提高零件的耐等离子刻蚀性能,对半导体工业具有重要意义。

关 键 词：悬浮液等离子喷涂  Y_(2)O_(3)涂层  孔隙率 耐等离子刻蚀性  

分 类 号：TQ174]