CN103971590B - 一种防伪商标及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种防伪商标及其制造方法，其中该防伪商标包括：基片层，其中，基片层为掺杂的半导体材料；形成在基片层之上的背景层；形成在基片层之上、背景层之中的商标图形化的电性防伪层，其中，电性防伪层为势垒金属材料；形成在电性防伪层之上的图案防伪层；以及形成在图案防伪层之上的保护层。本发明的防伪商标及其制造方法，利用了半导体工艺来实现防伪商标的加工，具有图案精细程度高，质量稳定、可规模化生产的优点。
Description
技术领域
本发明属防伪商标加工制造领域，具体涉及一种防伪商标及其制造方法。
背景技术
防伪商标学名（国家标准名称）防伪标识，是能粘贴、印刷、转移在标的物表面，或标的物包装上，或标的物附属物（如商品挂牌、名片以及防伪证卡）上，具有防伪作用的标识。防伪商标的防伪特征以及识别的方法是防伪商标的灵魂。主要种类有全息防伪标识（又名激光防伪商标，或叫镭射防伪商标）、双卡防伪标识、图形输出激光防伪标识、微孔防伪标识、印刷防伪标识、隐形图文回归防伪标识、图文揭露防伪标识、磁码防伪标识、覆盖层防伪标识、标记分布特性防伪标识等。传统的防伪标识一般使用印刷设备进行生产，随着一些进口的高分辨率扫描仪越来越容易为人们所得到，用来扫描一些精细的商标，把扫描的图像进行各种特种印刷，以至出现了各种高仿假冒的商标。扰乱了正常的市场秩序，给企业商家带来了负面影响。另外，对于近年来新出现的微米级防伪标识，防伪方式比较单一，主要为视觉上的防伪特征，无法结合微观图形特性和电学特性进行深度防伪。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本发明的一个目的在于提出一种加工精度高、防伪性能好的防伪商标，本发明的另一个目的在于提出一种加工精度高、适合规模化生产的防伪商标制造方法。
根据本发明实施例的防伪商标，包括：基片层，其中，所述基片层为掺杂的半导体材料；形成在所述基片层之上的背景层；形成在所述基片层之上、背景层之中的商标图形化的电性防伪层，其中，所述电性防伪层为势垒金属材料；形成在所述电性防伪层之上的图案防伪层；以及形成在所述图案防伪层之上的保护层。
可选地，所述基片层与所述电性防伪层在界面形成肖特基二极管结构。
可选地，当所述基片层为N型掺杂时，所述电性防伪层的功函数大于所述基片层的功函数；当所述基片层为P型掺杂时，所述电性防伪层的功函数小于所述基片层的功函数。
可选地，所述基片层为硅、砷化镓、氮化镓或碳化硅中的一种或多种的组合。
可选地，所述电性防伪层为金、铂、银、钛、镍、铬、铝中的一种或多种的合金。
可选地，所述背景层通过热氧化或沉积方式得到，所述背景层的厚度为0.005-10μm。
可选地，所述图案防伪层的材料为金、银、铝、铂、铜、钛或钯中的一种或多种的合金。
可选地，所述保护层的材料为聚酰亚胺、氮化硅、磷硅玻璃或二氧化硅。
根据本发明实施例的防伪商标的制造方法，包括：A.设计商标图案并准备对应的掩膜版；B.提供基片层，其中，所述基片层为掺杂的半导体材料；C.所述在所述基片层上形成背景层；D.利用所述掩膜版，光刻、腐蚀所述背景层以形成商标图形，随后通过溅射、蒸镀或电镀方式形成商标图形化的电性防伪层，其中，所述电性防伪层为势垒金属材料；E.在所述电性防伪层之上形成图案防伪层；以及F.在所述图案防伪层之上形成保护层。
可选地，所述基片层与所述电性防伪层在界面形成肖特基二极管结构。
可选地，当所述基片层为N型掺杂时，所述电性防伪层的功函数大于所述基片层的功函数；当所述基片层为P型掺杂时，所述电性防伪层的功函数小于所述基片层的功函数。
可选地，所述基片层为硅、砷化镓、氮化镓或碳化硅中的一种或多种的组合。
可选地，所述电性防伪层为金、铂、银、钛、镍、铬、铝中的一种或多种的合金。
可选地，所述背景层通过热氧化或沉积方式得到，所述背景层的厚度为0.005-10μm。
可选地，所述图案防伪层的材料为金、银、铝、铂、铜、钛或钯中的一种或多种的合金。
可选地，所述保护层的材料为聚酰亚胺、氮化硅、磷硅玻璃或二氧化硅。
本发明的防伪商标及其制造方法，优点至少体现在如下几个方面：
（1）图形防伪性能好。本发明利用了半导体工艺制造，得到的图案精细程度高，其线条或间距最小尺寸可达0.18μm，形成的商标尺寸小，厚度薄，隐蔽性强，肉眼难以识别，难以被其他竞争者仿冒。此外，通过在商标图案里面嵌套超小尺寸商标的方式实现防伪，肉眼无法识别出图案里面嵌套的超小尺寸商标，需要使用显微镜等专用工具才能发现。
（2）电学防伪性能好。本发明除常规图形防伪之外，通过设定基片掺杂浓度或者基片与金属形成具有特定电性参数的二极管方式实现防伪，该防伪方式很难被仿制，其在外观上无法发现其中的区别，而检测人员能够通过测试工具识别该商标的真伪。
（3）商标的质量稳定、保存时间长，可规模化生产，边际成本较低。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明实施例的防伪商标的结构示意图；
图2是本发明实施例的防伪商标的制造方法流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
本发明主要公开一种防伪商标以及其制作方法，其精细、分辨率高、尺寸小，厚度薄、隐蔽性强，可嵌套，难仿制，保存时间长且易于检测。在微观条件下有良好的分辨率，其最小线条可以精确至0.18um，一般防伪商标很难达到该效果，并且适宜批量生产。
如图1所示，根据本发明实施例的防伪商标，包括：基片层1，其中，基片层1为掺杂的半导体材料；形成在基片层1之上的背景层2；形成在基片层1之上、背景层2之中的商标图形化的电性防伪层3，其中，电性防伪层3为势垒金属材料；形成在电性防伪层3之上的图案防伪层4；以及形成在图案防伪层4之上的保护层5。其中，基片层1与电性防伪层3在界面形成肖特基二极管结构。
其中，基片层1材料为掺杂的硅、砷化镓、氮化镓、碳化硅等可用于半导体制造的基片材料中的一种或多种的组合，其主要功能为实现深度防伪提供不同掺杂浓度的界面，以及提供防伪商标的衬底和底座。
其中，电性防伪层3为势垒金属与基片形成的势垒层，势垒金属主要包括通过溅射、蒸镀或电镀等方法形成的金、铂、银、钛、镍、铬、铝等金属以及金属合金，该势垒层为势垒金属通过高温合金的方式与基片掺杂界面形成肖特基二极管结构，其合金温度范围：250℃~1200℃。形成电性防伪层3有以下条件：当基片层1为N型掺杂时，电性防伪层3的功函数大于基片层1的功函数；当基片层1为P型掺杂时，电性防伪层3的功函数小于基片层1的功函数。势垒金属功函数由选择的金属种类决定，基片材料功函数由防伪基片材料和界面掺杂浓度决定。
需要说明的是，由于基片层1与电性防伪层3在界面形成肖特基二极管结构的电学性能参数（特别是二极管整流曲线里的阈值电压参数）具有特定性，故可以用于电学防伪。本发明的防伪商标原本被保护层覆盖对外绝缘，但在后期通常会被切割划片，在边缘露出二极管部分，可供检测人员可以方便地进行测试；或者在某些不被切割划片的整个防伪商标中，预留若干个通孔供测试使用。
其中，背景层2主要为热氧化或淀积形成的氧化层，其厚度范围为0.005um~10um，为防伪商标提供背景颜色和商标基础结构，其背景颜色可以为赤色、橙色、黄色、绿色、青色、蓝色、紫色以及其组合颜色。
其中，图案防伪层4所用金属为溅射、蒸镀或电镀等方法形成的金、银、铝、铂、铜、钛、钯等不易氧化金属及合金，其主要功能为形成防伪商标主体结构、形状和层次并实现视觉防伪。通过对图案防伪层4金属的选择和对背景层2氧化层厚度的控制，可以实现任意形状和颜色的组合。并可通过不同点阵组合，实现图案防伪层的多种灰度，使其具有丰富的层次。
其中，保护层5为聚酰亚胺、氮化硅、磷硅玻璃、氧化层等透明护层，其主要功能对防伪商标进行保护，防止氧化和划伤，保存周期更长。
本发明的防伪商标的优点至少体现在如下几个方面：
（1）图形防伪性能好。本发明利用了半导体工艺制造，得到的图案精细程度高，其线条或间距最小尺寸可达0.18μm，形成的商标尺寸小，厚度薄，隐蔽性强，肉眼难以识别，难以被其他竞争者仿冒。此外，通过在商标图案里面嵌套超小尺寸商标的方式实现防伪，肉眼无法识别出图案里面嵌套的超小尺寸商标，需要使用显微镜等专用工具才能发现。
（2）电学防伪性能好。本发明除常规图形防伪之外，通过设定基片掺杂浓度或者基片与金属形成具有特定电性参数的二极管方式实现防伪，该防伪方式很难被仿制，其在外观上无法发现其中的区别，而检测人员能够通过测试工具可以方便地检测该肖特基二极管的整流曲线，识别该商标的真伪。
（3）商标的质量稳定、保存时间长，可规模化生产，边际成本较低。
如图2所示，根据本发明实施例的防伪商标的制造方法，包括：
步骤S101.设计商标图案并准备对应的掩膜版。
具体地，将防伪商标设计图案的电脑文件，经过编辑和格式转换，输出到激光光绘机，从而在铬版上光绘出图形，形成半导体工艺中需要的掩膜版。
步骤S102.提供基片层1，其中，基片层1为掺杂的半导体材料。
具体地，基片层1的材料为硅、砷化镓、氮化镓或碳化硅等可以用于半导体制造的基片材料中的一种或多种的组合，其主要功能为任意结构和形状的防伪商标提供衬托和底座。
步骤S103.在基片层1上形成背景层2。
具体地，在基片层1上通过热氧化或者淀积形成背景层2。常见地，背景层2的厚度为0.005-10μm。背景层2用于形成该防伪商标的底色，例如赤色、橙色、黄色、绿色、青色、蓝色、紫色以及其组合颜色，底色色彩可以通过调节该背景层2的材料和/或厚度来实现。
步骤S104.利用掩膜版，光刻、腐蚀背景层2以形成商标图形，随后通过溅射、蒸镀或电镀方式形成商标图形化的电性防伪层3，其中，电性防伪层3为势垒金属材料。
具体地，通过光刻、腐蚀的方法在氧化层上刻蚀出所设计防伪商标基础结构、形状，以及电性防伪层3的区域。随后通过溅射、蒸镀或电镀等方法形成势垒金属，并通过高温合金的方式（其合金温度范围：250℃~1200℃）使金属与基片接触区域形成势垒层，该势垒层即为肖特基二极管结构。通过腐蚀的方法去除未形成势垒层的金属，该势垒层所形成的肖特基二极管即为电性防伪层3。其中，电性防伪层3为势垒金属与基片形成的势垒层，势垒金属主要包括通过溅射、蒸镀或电镀等方法形成的金、铂、银、钛、镍、铬、铝等金属以及金属合金，该势垒层为势垒金属通过高温合金的方式与基片掺杂界面形成肖特基二极管结构，形成电性防伪层3有以下条件：当基片层1为N型掺杂时，电性防伪层3的功函数大于基片层1的功函数；当基片层1为P型掺杂时，电性防伪层3的功函数小于基片层1的功函数。势垒金属功函数由选择的金属种类决定，基片材料功函数由防伪基片材料和界面掺杂浓度决定。
步骤S105.在电性防伪层3之上形成图案防伪层。
具体地，通过溅射、蒸镀或电镀等方法在电性防伪层3上形成金属，并通过光刻、腐蚀方法在金属上刻蚀出所设计防伪商标结构、形状，该层即为图形防伪层4。图案防伪层4所用金属为溅射、蒸镀或电镀等方法形成的金、银、铝、铂、铜、钛、钯等不易氧化金属及合金，其主要功能为形成防伪商标主体结构、形状和层次并实现视觉防伪。通过对图案防伪层4金属的选择和对背景层2氧化层厚度的控制，可以实现任意形状和颜色的组合。并可通过不同点阵组合，实现图案防伪层4的多种灰度，使其具有丰富的层次。
步骤S106.在图案防伪层4之上形成保护层5。
具体地，通过淀积方式在所设计防伪商标正面形成聚酰亚胺、氮化硅、磷硅玻璃、二氧化硅等透明护层，目的是为在防伪商标正面主体结构形成保护层5，避免被氧化和沾污，也利于日常清洁，使其长久如新。
本发明的防伪商标的其制造方法的优点至少体现在如下几个方面：
（1）图形防伪性能好。本发明利用了半导体工艺制造，得到的图案精细程度高，其线条或间距最小尺寸可达0.18μm，形成的商标尺寸小，厚度薄，隐蔽性强，肉眼难以识别，难以被其他竞争者仿冒。此外，通过在商标图案里面嵌套超小尺寸商标的方式实现防伪，肉眼无法识别出图案里面嵌套的超小尺寸商标，需要使用显微镜等专用工具才能发现。
（2）电学防伪性能好。本发明除常规图形防伪之外，通过设定基片掺杂浓度或者基片与金属形成具有特定电性参数的二极管方式实现防伪，该防伪方式很难被仿制，其在外观上无法发现其中的区别，而检测人员能够通过测试工具识别该商标的真伪。
（3）商标的质量稳定、保存时间长，可规模化生产，边际成本较低。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (16)
1.一种防伪商标，其特征在于，包括：
基片层，其中，所述基片层为掺杂的半导体材料；
形成在所述基片层之上的背景层；
形成在所述基片层之上、背景层之中的商标图形化的电性防伪层，其中，所述电性防伪层为势垒金属材料；
形成在所述电性防伪层之上、背景层之中的图案防伪层；以及
形成在所述图案防伪层之上、背景层之外的保护层。
2.如权利要求1所述的防伪商标，其特征在于，所述基片层与所述电性防伪层在界面形成肖特基二极管结构。
3.如权利要求1所述的防伪商标，其特征在于，当所述基片层为N型掺杂时，所述电性防伪层的功函数大于所述基片层的功函数；当所述基片层为P型掺杂时，所述电性防伪层的功函数小于所述基片层的功函数。
4.如权利要求1所述的防伪商标，其特征在于，所述基片层为硅、砷化镓、氮化镓或碳化硅中的一种或多种的组合。
5.如权利要求1所述的防伪商标，其特征在于，所述电性防伪层为金、铂、银、钛、镍、铬、铝中的一种或多种的合金。
6.如权利要求1所述的防伪商标，其特征在于，所述背景层通过热氧化或沉积方式得到，所述背景层的厚度为0.005-10μm。
7.如权利要求1所述的防伪商标，其特征在于，所述图案防伪层的材料为金、银、铝、铂、铜、钛或钯中的一种或多种的合金。
8.如权利要求1所述的防伪商标，其特征在于，所述保护层的材料为聚酰亚胺、氮化硅、磷硅玻璃或二氧化硅。
9.一种防伪商标的制造方法，其特征在于，包括：
A.设计商标图案并准备对应的掩膜版；
B.提供基片层，其中，所述基片层为掺杂的半导体材料；
C.在所述基片层上形成背景层；
D.利用所述掩膜版，光刻、腐蚀所述背景层以形成商标图形，随后通过溅射、蒸镀或电镀方式形成商标图形化的电性防伪层，其中，所述电性防伪层为势垒金属材料；
E.在所述电性防伪层之上、背景层之中形成图案防伪层；以及
F.在所述图案防伪层之上、背景层之外形成保护层。
10.如权利要求9所述的防伪商标的制造方法，其特征在于，所述基片层与所述电性防伪层在界面形成肖特基二极管结构。
11.如权利要求9所述的防伪商标的制造方法，其特征在于，当所述基片层为N型掺杂时，所述电性防伪层的功函数大于所述基片层的功函数；当所述基片层为P型掺杂时，所述电性防伪层的功函数小于所述基片层的功函数。
12.如权利要求9所述的防伪商标的制造方法，其特征在于，所述基片层为硅、砷化镓、氮化镓或碳化硅中的一种或多种的组合。
13.如权利要求9所述的防伪商标的制造方法，其特征在于，所述电性防伪层为金、铂、银、钛、镍、铬、铝中的一种或多种的合金。
14.如权利要求9所述的防伪商标的制造方法，其特征在于，所述背景层通过热氧化或沉积方式得到，所述背景层的厚度为0.005-10μm。
15.如权利要求9所述的防伪商标的制造方法，其特征在于，所述图案防伪层的材料为金、银、铝、铂、铜、钛或钯中的一种或多种的合金。
16.如权利要求9所述的防伪商标的制造方法，其特征在于，所述保护层的材料为聚酰亚胺、氮化硅、磷硅玻璃或二氧化硅。
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