用于預(yù)測(cè)多元拼合靶材制備的薄膜成分的預(yù)測(cè)方法
2022-08-12 16:42:00
云上高博會(huì)
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所屬領(lǐng)域:
新材料及其應(yīng)用
項(xiàng)目成果/簡(jiǎn)介:
一種用于預(yù)測(cè)多元拼合靶材制備的薄膜成分的預(yù)測(cè)方法
一、項(xiàng)目分類
顯著效益成果轉(zhuǎn)化
二、成果簡(jiǎn)介
現(xiàn)有物理氣相沉積(PVD)制備多元薄膜材料采用合金靶材作為靶源,生產(chǎn)過(guò)程中,薄膜成分的調(diào)控范圍受安裝的合金靶材的成分比例的限制。如果預(yù)期獲得納微復(fù)雜結(jié)構(gòu)的復(fù)合薄膜,按照常規(guī)技術(shù)路線需要上百塊成分連續(xù)變化的合金靶材,這顯然是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。同時(shí),采用合金靶材制備某些多元薄膜時(shí),需要特高純度的或極端成分比例的靶材作為靶源,這類特殊靶材以現(xiàn)有技術(shù)難以制造。
為此,本發(fā)明研發(fā)出一種用于預(yù)測(cè)多元拼合靶材制備的薄膜成分的預(yù)測(cè)方法,利用本發(fā)明技術(shù)有助于新材料的研發(fā)和促進(jìn)半導(dǎo)體器件、切削刀具涂層等高新技術(shù)的發(fā)展。
應(yīng)用范圍:
本專利技術(shù)已在多種領(lǐng)域進(jìn)行實(shí)施運(yùn)用,取得了良好的成效,具體包括:1、制造業(yè)領(lǐng)域中,為解決我國(guó)“35項(xiàng)卡脖子技術(shù)”之一高端刀具涂層的制備,發(fā)明人基于參評(píng)專利技術(shù)成功研制出新一代原子自組裝梯度納米涂層刀具產(chǎn)品,打破了切削刀具市場(chǎng)長(zhǎng)期被瑞典山高、山特等西方公司壟斷的局面,利用拼合靶結(jié)合薄膜組分預(yù)測(cè)技術(shù),可以大幅加快高端刀具涂層的研發(fā)生產(chǎn)工作,涂層成分精確可控,有利于穩(wěn)定的進(jìn)行大規(guī)模刀具涂層的生產(chǎn)工作。經(jīng)項(xiàng)目組自實(shí)施驗(yàn)證,利用本發(fā)明專利制備的納米梯度薄膜,與國(guó)外行業(yè)龍頭公司的產(chǎn)品相比,其各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到國(guó)際一流水平,具備極強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。
2、半導(dǎo)體領(lǐng)域中,武漢拓材科技有限公司引進(jìn)本發(fā)明專利技術(shù),在半導(dǎo)體原料干鍋表面鍍覆碳化硅涂層材料,用于第二代半導(dǎo)體高純?cè)牧洗_、錮、銬等塊體與粉末的提純生產(chǎn),解決了行業(yè)內(nèi)石墨増蝸壽命低且容易在提純過(guò)程中掉粉等難題。打破了美國(guó)對(duì)我們高端管道提原材料的壟斷局面,己實(shí)現(xiàn)了對(duì)國(guó)內(nèi)外芯片廠家穩(wěn)定供貨。湖北晶星科技股份有限公司引進(jìn)了本參評(píng)專利技術(shù),在集成電路高純電子氣體生產(chǎn)中的管路內(nèi)壁表面鍍覆碳化硅涂層材料,極大地增加了管路內(nèi)壁的機(jī)械強(qiáng)度和耐蝕性,使管路能夠長(zhǎng)時(shí)間承受管內(nèi)高純電子鹵化物氣體的沖刷和腐蝕,大幅度提升了電子氣體四氯化硅、TEOS等產(chǎn)品的產(chǎn)能,取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益,為半導(dǎo)體行業(yè)的制造賦能。
3、技術(shù)通用性:本發(fā)明專利已在靶丸材料制備、刀具涂層研發(fā)、半導(dǎo)體材料提純等技術(shù)領(lǐng)域成功應(yīng)用。本發(fā)明專利還可應(yīng)用于碳化硼、硼碳氮等薄膜的制備,在多種材料制備中進(jìn)行運(yùn)用,如超導(dǎo)材料制備、生物材料制備、鐵電和鐵磁材料等多方面領(lǐng)域;在諸多產(chǎn)品上得到應(yīng)用,如光學(xué)薄膜、集成電路薄膜、液晶顯示器、光盤(pán)和磁盤(pán)等。
效益分析:
一、經(jīng)濟(jì)效益
發(fā)明人積極推動(dòng)本發(fā)明專利及相關(guān)專利應(yīng)用于高新技術(shù)企業(yè)的研發(fā)、生產(chǎn)之中,與武漢拓材、漢創(chuàng)新材、廣東匯成和湖北晶星等科技企業(yè)進(jìn)行的深度合作。“
半導(dǎo)體原料増垠表面碳化硅涂層技術(shù),助力武漢拓材科技有限公司成為了中國(guó)高端精細(xì)功能材料的引領(lǐng)者。產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于新一代化合物半導(dǎo)體芯片制備。2021年銷售額有望突破3億元,新增50個(gè)就業(yè)崗位。
“集成電路高純電子氣體生產(chǎn)中管路表面碳化硅涂層優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)”助力湖北晶星科技股份有限公司研發(fā)了一套純度達(dá)9N以上的高純TE0S(芯片制造中關(guān)鍵原材料)的生產(chǎn)工藝,成功替代了美國(guó)進(jìn)口材料。2021年銷售額有望突破2億元,新增30個(gè)就業(yè)崗位。
“納米梯度涂層物理氣相沉積技術(shù)”助力漢創(chuàng)新材涂層(武漢)有限公司實(shí)現(xiàn)精密刀具涂層裝備-工藝-材料全面取代進(jìn)口,打破壟斷,整套技術(shù)體系繞開(kāi)國(guó)外專利體系壁壘。2021年起,涂層產(chǎn)品己占領(lǐng)華中市場(chǎng)(湖北、河南),正在向華東地區(qū)輻射。3年內(nèi)增銷售額有望突破2億元,60個(gè)就業(yè)崗位。
“原子自組裝物理氣相沉積技術(shù)與裝備”助力廣東匯成真空科技股份有限公司實(shí)現(xiàn)高端涂層(薄膜)裝備國(guó)產(chǎn)化,公司己成為華南地區(qū)真空鍍膜裝備龍頭企業(yè),2021年有望實(shí)現(xiàn)IP0,銷售額有望突破10億元。
二、社會(huì)效益
專利技術(shù)對(duì)促進(jìn)科技進(jìn)步、保障國(guó)家安全起著重要作用:
1、專利技術(shù)對(duì)多元薄膜制備生產(chǎn)帶來(lái)了顯著效果,國(guó)防領(lǐng)域中,成功應(yīng)用于中國(guó)工程物理研究院激光聚變研究中心的激光慣性約束聚變靶丸的制備,生產(chǎn)出具有特定成分和厚度的多層微球殼,為激光慣性約束聚變研究中高增益燃料靶丸的制備提供了高品質(zhì)的新型靶丸材料和合理的工藝路線,對(duì)于核爆模擬、效應(yīng)試驗(yàn)等軍事前沿領(lǐng)域的研究具有重要的意義,對(duì)保障國(guó)家和公共安全起到了重大作用。
2、半導(dǎo)體領(lǐng)域中,武漢拓材科技有限公司使用該專利技術(shù),在半導(dǎo)體原料増垠表面沉積多元涂層,用于第二代半導(dǎo)體高純?cè)牧洗_、錮、銬等塊體與粉體的提純生產(chǎn)。解決了行業(yè)內(nèi)石墨用蝸壽命短且容易在提純過(guò)程中掉粉等難題。湖北晶星科技股份有限公司使用參評(píng)專利技術(shù),用于集成電路高純電子氣體生產(chǎn)中管路表面碳化硅沉積,使四氯化硅、TEOS等產(chǎn)品的產(chǎn)能增加23%;參評(píng)專利技術(shù)促進(jìn)了中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步,打破了美國(guó)對(duì)我們高端半導(dǎo)體原材料的壟斷局面,已實(shí)現(xiàn)了對(duì)國(guó)內(nèi)外芯片廠家穩(wěn)定供貨。3.制造業(yè)領(lǐng)域中,該專利技術(shù)可用于超硬涂層的制造中,精密加工刀具與成型模具是現(xiàn)代工業(yè)“戰(zhàn)場(chǎng)”中的“矛”與“盾”,而超硬涂層是給它們穿上“鎧甲”,可顯著提高加工效率和加工精度,延長(zhǎng)使用壽命,降低加工成本,但切削刀具市場(chǎng)長(zhǎng)期被瑞典山高、山特等公司壟斷,利用拼合靶結(jié)合薄膜組分預(yù)測(cè)技術(shù),可以大幅加快高端刀具涂層的研發(fā)工作,涂層成分精確可控,有利于穩(wěn)定的進(jìn)行大規(guī)模刀具涂層的生產(chǎn)工作。專利技術(shù)可廣泛用于其它多種功能薄膜的制備中,包含光學(xué)薄膜、超導(dǎo)薄膜、鐵性薄膜、防護(hù)薄膜等,具有廣闊的發(fā)展前景。
知識(shí)產(chǎn)權(quán)類型:
發(fā)明專利
知識(shí)產(chǎn)權(quán)編號(hào):
ZL201410708998. 0
技術(shù)成熟度:
可以量產(chǎn)
技術(shù)先進(jìn)程度:
達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平
成果獲得方式:
獨(dú)立研究
會(huì)員登錄可查看
合作方式、專利情況及聯(lián)系方式
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