磁控溅射镀膜的专利技术分析

原霞，王衍强

磁控溅射镀膜的专利技术分析

原霞，王衍强

（国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心，广东黄埔，510530）

磁控溅射技术越来越受到广泛应用。通过对全球磁控溅射领域的专利申请数据进行的检索、比较和分析，尤其重点关注并研究了该领域的专利申请量、申请人分布情况和技术改进方向，最后给出了针对该领域的专利申请对策和建议，为国内发明成果走向世界提供了启示。

磁控溅射；专利；技术改造

引言

所谓“溅射”是指用荷能粒子轰击物体，从而引起物体表面原子从母体中逸出的现象。溅射法沉积是指用离子撞击被沉积材料表面，溅射出被沉积材料粒子，在衬底表面沉积成膜的过程。溅射法种类多样，其中磁控溅射沉积技术具有低温沉积可实现、组分控制容易、成膜均匀性好，以及适合工业大规模生产等优点，颇受业界青睐。

专利技术分析能够直观地反映专利申请人在该技术领域内的技术发展方向，并且可以了解该领域的技术发展脉络。本文详细分析了磁控溅射技术的专利申请及分布等情况。

1　磁控溅射技术专利分析

本专利分析所采用的数据库为专利检索与服务系统的CNABS与DWPI，检索截止时间为2015年12月31日。数据库使用的国际专利分类号为C23C14/35。

1.1申请数量态势分析

早在1842年，Grove就在实验室中发现了溅射现象。首先应用溅射原理制备薄膜是美国贝尔实验室和西屋电气公司于1877年开始的。1940年后，由于溅射膜层的性能越来越显示其优越性，使得溅射装置改善和溅射速率提高的各种工艺相应地得到快速发展，使溅射工艺在某些领域中达到了实用化程度[1]。

图1　磁控溅射技术在DWPI数据库中的年度申请态势

如图1所示，该领域第一件专利的申请号是FR1534917，其公开日是1969年6月22日，发明名称是阴极磁控溅射沉积。1970～1980这十年间，专利公开量共计97件。1985年单年的专利公开量为73件，之后基本上处于平稳上升的阶段。到了2012年，专利数量突然猛增至959件，随后2013年回落至779件。在此基础上，2014年和2015年的专利数量平稳上升。可以预计，近年该领域的专利数量仍将平稳上升。

我国在该领域中的第一件专利的申请号是CN85107406A，其公开日是1986年7月2日，发明名称是新型太阳能反光材料及制备技术。1990年单年的申请量只有4件，而2012年达到715件，其中鸿海精密工业股份有限公司和鸿富锦精密工业有限公司的申请量达到304件，是使得该年申请量激增的主要原因。

1.2专利申请人情况

国内外在中国大陆申请专利的申请人，排在前十名的依次为：

（1）鸿海/鸿富锦精密工业股份有限公司，279件；

（2）应用材料公司（美国），114件；

（3）海洋王照明，91件；

（4）电子科技大学，68件；

（5）北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司，64件；

（6）株式会社爱发科（日本），61件；

（7）天津大学，60件；

（8）中国科学院宁波材料技术与工程研究所，57件；

（9）浙江大学，55件；

（10）上海交通大学，41件。

可以看出，中国大陆申请专利的申请人主要来自中国的企业和研究所。申请量排名前10位的申请人中，仅有2家外国公司。

同时，DWPI数据库中的申请人，前十名排名情况为：

（1）鸿海/鸿富锦精密工业股份有限公司，377件；

（2）应用材料公司（美国），310件；

（3）株式会社爱发科（日本），216件；

（4）佳能安内华股份有限公司（日本），208件；

（5）株式会社日立制作所（日本），202件；

（6）松下电器产业株式会社（日本），184件；

（7）吉坤日矿日石金属株式会社（日本），134件；

（8）富士通株式会社（日本），133件；

（9）冯·阿德纳有限公司（德国），94件；

（10）东京毅力科创株式会社（日本）91件。

可以看出，国际上该领域申请人前十名中仅有1家中国企业，此外还有7家日本公司、1家德国公司以及1家美国公司。日本在该领域占有较有利地位。

我国企业和美国企业分列第一、二名，但日本企业数量占据第一位。

2　专利技术特征

下面以其中几个具有代表性的申请人专利进行简要分析。

2.1鸿海/鸿富锦精密工业股份有限公司

我国公司的专利申请权利要求类型主要是产品权利要求和基于该产品的方法权利要求，且主题名称基本上是一种壳体或一种镀膜件，其改进之处主要是基于对镀膜件或壳体的外观、耐磨耐蚀性能等。例如申请号为201110123737.9的专利申请[2]，其中要求保护一种壳体，该壳体包括基体、结合层以及色彩层。所述结合层形成于基体的表面；所述色彩层为Ti-O-N膜，形成于结合层的表面，并对其中Ti、O、N的含量以及色彩层呈现出的色彩区域于CIE表色系统中的L*坐标值进行了限定。这与该公司的业务有很大关系，因为该公司大量生产各种手机壳或电脑外壳等，因此基于这方面拥有大量专利。

2.2应用材料公司（美国）

该公司专利申请的改进之处多为从现有技术中的磁控溅射装置或其中的某个部件展开的。例如申请号为201480007630.X[3]的专利申请，其中要求保护的是一种物理气相沉积射频直流开/闭环可选的磁控管。

2.3株式会社爱发科（日本）

该公司的专利申请主要是对成膜装置和成膜方法的改进，而对成膜方法的改进并不是对镀膜过程中镀膜参数的改进，大多隐含了对成膜装置的改进。例如申请号为201010215176.0[4]的专利申请，其要求保护的是一种溅射方法，但是其限定了在真空腔内，与被处理基板相对、在同一平面上并列设置至少三个靶，在该靶的后方平行配制磁回路等内容，实质上是对成膜装置的改进。

2.4电子科技大学

国内高校专利申请多是保护某种材料及其制备方法，其改进之处多是提供某一种功能性薄膜以及制备方法，例如申请号为201410293087.6[5]的专利申请，其中要求保护SiCMOS电容及其制造方法。

3　结束语

从磁控溅射技术专利的数据分析结果可以看出：尽管我国对磁控溅射镀膜技术领域的研究起步较晚，但近些年发展迅猛，尤其是近几年中，每年的专利申请数量已超过其他外国企业申请之和。国外的申请人中，日本企业在数量上占据了大多数，且均为爱发科、佳能、日立、松下等知名企业。尽管国内申请数量较大，但在国外申请专利的数量还是较少。国内企业应同样注重加大国际专利申请的力度，提高PCT的申请数量。

此外，专利申请的国内外技术方向差别也较大，国外更注重对磁控溅射装置的改进，而国内更偏向于使用磁控溅射方法制作各种功能性膜层。

[1]白振中, 张会文. 工程玻璃深加工技术手册[M]. 北京: 中国建材工业出版社, 2014.

[2]张新倍, 陈文荣, 蒋焕梧, 等. 壳体及其制作方法[P]. CN102774072A.

[3]基思·A·米勒, 物理气相沉积射频直流开/闭环可选的磁控管[P]. CN104969331A.

[4]大野遥 平, 矶部 辰德, 新井 真,等. 溅射方法[P]. CN102312206A.

[5]贾仁需, 闫宏丽, 宋庆文, 等. SiCMOS电容及制造方法[P]. CN104037238A.

Patents Technical Analysis of Magnetron Sputtering

YUAN Xia, WANG Yan-qiang
(Patent Examination Cooperation Center of the Patent Office, SIPO, Huangpu, Guangdong, 510530, China)

Recently, rapid development of magnetron sputtering has attracted widespread attention. Basing on indexing, comparison and analysis, the current situation of worldwide patent application data related to magnetron sputtering is stated. Especially, attentions on amount of patent applications, distribution of patent applicants and technique improving direction are closely paid to. Finally, some constructive suggestions are given, providing novel implications for patents in China going to the world arena.

Magnetron Sputtering; Patent; Technical Improvement

T-18

A

2095-8412 (2016) 05-1038-03工业技术创新 URL: http://www.china-iti.com

10.14103/j.issn.2095-8412.2016.05.057

原霞(1983-)，女，汉族，山西长治人，硕士，审查员，工程师。研究方向：金属表面镀覆。

E-mail: yuanxia64@163.com