本發(fā)明屬于半導體領域，具體地涉及一種鋁合金耐蝕復合涂層及其制備方法和應用。
背景技術：
1、在現(xiàn)有技術中，pecvd、peald等設備的腔內很多使用不同牌號鋁合金零部件在工藝進程中都會受到f離子的侵蝕。針對加熱盤用的1系鋁合金，現(xiàn)有方案是在pecvd、peald等設備通過氣體解離在高溫環(huán)境下與鋁合金零部件進行原位氟化生長氟化層作為耐f離子侵蝕的防護層或使用電化學氟化方法制備電化學氟化膜。但是，1系鋁合金的機械強度不足，無法滿足特定的需要。
2、7系或其他合金機械強度滿足要求。但由于7系鋁合金雜質較多，且對其的使用和研究較少，在相同環(huán)境下如果需要使用7系或其他牌號的鋁合金提升機械性能，則無穩(wěn)定的涂層防護方案。
技術實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是提供一種鋁合金耐蝕復合涂層及其制備方法和應用。
2、本發(fā)明的第一方面，提供了一種復合涂層，所述復合涂層包括alf3涂層和al2o3涂層，所述alf3涂層采用電化學方法制備，所述al2o3涂層采用原子層沉積方法制備。
3、在一個或多個實施方案中，所述復合涂層具有以下一項或多項特征：
4、所述alf3涂層的厚度為5-20μm；
5、所述al2o3涂層的厚度為150-700nm；
6、所述復合涂層的耐擊穿電壓為450-1000v。
7、本發(fā)明的第二方面，提供了一種鋁合金件，所述鋁合金件為表面設置有復合涂層的鋁合金，所述鋁合金表面設置有alf3涂層，所述alf3涂層上設置有al2o3涂層，所述alf3涂層采用電化學方法制備，所述al2o3涂層采用原子層沉積方法制備。
8、在一個或多個實施方案中，所述鋁合金選自1系鋁合金、3系鋁合金、5系鋁合金、6系鋁合金和7系鋁合金中的一種或多種。
9、本發(fā)明的第三方面，提供了一種包括本發(fā)明第二方面所述的鋁合金件的半導體設備。
10、本發(fā)明的第四方面，提供了一種制備本發(fā)明第二方面所述的鋁合金件的方法，所述方法包括步驟：
11、(1)通過電化學方法在鋁合金表面制備alf3涂層；
12、(2)通過原子層沉積方法在所述alf3涂層表面制備al2o3涂層。
13、在一個或多個實施方案中，所述步驟(1)包括：提供溶質為氟鹽的電解液，所述氟鹽包括氟化銨和任選地其他氟鹽，將鋁合金作為陽極與電源相連，通過電化學氟化在所述鋁合金的表面上制備得到電化學氟化膜，所述電解液中氟離子的濃度為30-170g/l。
14、在一個或多個實施方案中，步驟(1)具有以下一項或多項特征：
15、所述其他氟鹽選自氟化鉀和氟化鈉中的一種或兩種；
16、所述電解液的溶劑選自乙醇和乙二醇中的一種或兩種；
17、所述電源為微弧電源；
18、所述鋁合金選自1系鋁合金、3系鋁合金、5系鋁合金、6系鋁合金和7系鋁合金；
19、陰極為不銹鋼、鈦合金或石墨；
20、所述電解液的溫度為0-15℃；
21、所述電解液的電導率為4-8ms/cm；
22、所述電化學氟化的時間為120-480min；
23、所述電化學氟化的電流密度為8-30a/dm2；
24、所述電化學氟化的負電流密度為0-10a/dm2；
25、所述電化學氟化的頻率為50-1500hz；
26、所述電化學氟化的占空比為5-70％。
27、在一個或多個實施方案中，步驟(2)具有以下一項或多項特征：
28、所述原子層沉積方法的沉積溫度為250-350℃；
29、所述原子層沉積方法的沉積壓力≤10torr；
30、所述原子層沉積方法的前驅體為三甲基鋁和水。
31、本發(fā)明的第五方面，提供了一種提高鋁合金件耐擊穿電壓和/或耐鹵素元素侵蝕的方法，所述方法包括步驟：使用本發(fā)明第四方面所述的方法在所述鋁合金表面制備alf3涂層和al2o3涂層。
32、本發(fā)明具有以下有益效果：
33、(1)本發(fā)明采用電化學方法制備的電化學氟化鋁層具有相對較高的耐擊穿電壓；采用原子層沉積方法(ald)制得的氧化鋁涂層比較致密，可以有效隔絕鹵族元素(例如f、cl)的侵蝕。通過以上方式制備的復合涂層能夠滿足鋁合金在pecvd、peald設備中的使用條件。
34、(2)發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，鋁合金表面只制備電化學氟化膜后可以保證優(yōu)秀的耐擊穿電壓，但只含電化學氟化膜的鋁合金會在膜層與基材界面處有第二項析出產生缺陷，導致無法有效的阻隔鹵族元素侵蝕；鋁合金表面只制備ald鍍氧化鋁后具備了優(yōu)益的耐鹵族元素(f、cl)侵蝕性能，但耐擊穿電壓并不滿足要求。
35、(3)本發(fā)明將7系鋁合金先進行電化學氟化后再進行ald鍍氧化鋁，這樣制得的含復合涂層的鋁合金既滿足耐擊穿電壓的要求也滿足耐鹵族元素侵蝕的要求，且7系鋁合金制備復合涂層后的性能與1系鋁合金制備復合涂層后的性能相近，證明本發(fā)明制備復合涂層的方法不會因為基材(1系、7系)成分的復雜程度影響復合涂層的性能。
1.一種復合涂層，其特征在于，所述復合涂層包括alf3涂層和al2o3涂層，所述alf3涂層采用電化學方法制備，所述al2o3涂層采用原子層沉積方法制備。
2.如權利要求1所述的復合涂層，其特征在于，所述復合涂層具有以下一項或多項特征：
3.一種鋁合金件，其特征在于，所述鋁合金件為表面設置有復合涂層的鋁合金，所述鋁合金表面設置有alf3涂層，所述alf3涂層上設置有al2o3涂層，所述alf3涂層采用電化學方法制備，所述al2o3涂層采用原子層沉積方法制備。
4.如權利要求3所述的鋁合金件，其特征在于，所述鋁合金選自1系鋁合金、3系鋁合金、5系鋁合金、6系鋁合金和7系鋁合金中的一種或多種。
5.包括權利要求3或4所述的鋁合金件的半導體設備。
6.制備權利要求3或4所述的鋁合金件的方法，其特征在于，所述方法包括步驟：
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述步驟(1)包括：提供溶質為氟鹽的電解液，所述氟鹽包括氟化銨和任選地其他氟鹽，將鋁合金作為陽極與電源相連，通過電化學氟化在所述鋁合金的表面上制備得到電化學氟化膜，所述電解液中氟離子的濃度為30-170g/l。
8.如權利要求6所述的方法，其特征在于，步驟(1)具有以下一項或多項特征：
9.如權利要求6所述的方法，其特征在于，步驟(2)具有以下一項或多項特征：
10.提高鋁合金件耐擊穿電壓和/或耐鹵素元素侵蝕的方法，其特征在于，所述方法包括步驟：使用權利要求5-9中任一項所述的方法在所述鋁合金表面制備alf3涂層和al2o3涂層。