[發明專利]一種制備Er2O3涂層的方法

有效

• 申請號: 200910243034.2
• 申請日: 2009-12-22
• 公開（公告）號: CN101724819A
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發明（設計）人: 屈飛;李弢;王磊;蔣文文
• 申請（專利權）人: 北京有色金屬研究總院
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34;C23C14/08
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 童曉琳

技術領域

本發明屬于反應濺射技術領域，特別涉及一種制備Er₂O₃涂層的方法。

背景技術

Er₂O₃具有較高的介電性能、良好的光電性能以及優良的抗腐蝕性能，使其在微電子、光電子、腐蝕與防護以及核應用等領域有著廣泛的應用前景。制備結晶良好、致密、結合力強的高質量Er₂O₃涂層具有重要的意義。

目前，各種制膜的方法都可用來制備Er₂O₃涂層，如PLD、濺射、電子束蒸發、溶膠-凝膠、化學氣相沉積、原位液浸鍍生長等。磁控濺射作為常規的薄膜制備方法有著廣泛的應用，可使用Er₂O₃陶瓷靶采用射頻磁控濺射制備，也可使用Er金屬靶采用直流或射頻磁控濺射制備。但Er₂O₃陶瓷靶濺射效率過低，不利于規模應用；金屬靶反應磁控濺射容易在靶材表面生成氧化物，使得涂層沉積速率不易控制。

發明內容

本發明的目的是提供一種制備Er₂O₃涂層的方法，其特征在于，以純金屬Er靶為靶材，采用反應濺射法制備Er₂O₃涂層，包括以下步驟：

(1)將石英基底放置在加熱器上，安裝靶材，調節靶基距為30～50mm；

(2)抽真空至真空度不大于3.0×10^-3Pa，打開加熱器電源，將基底加熱至700～800℃；

(3)通入氬氣和水蒸氣，將氣壓調至0.1～0.8Pa，其中水分壓為0.04～0.08Pa，開濺射，將濺射功率增加至80～100W，輝光穩定后，移開擋板，開始沉積；

(4)沉積20～40分鐘后，關擋板，關濺射，斷開氬氣和水蒸氣，切斷加熱電源，關真空系統，得Er₂O₃涂層。

所述純金屬Er靶純度為99.9％。

所述水蒸氣由真空蓄水罐提供，真空蓄水罐保持恒溫，以保持水蒸氣蒸發量的恒定。

在上述Er₂O₃涂層的制備方法中，步驟(2)中，要求背底真空盡可能高，以避免腔體殘余O₂對實驗結果造成影響，提高實驗結果的可控性。

在上述Er₂O₃涂層的制備方法中，步驟(3)中，水蒸氣作為反應氣體，提供反應所需氧原子；同時提供氫原子，降低靶材表面氧化程度，因此水蒸氣量是實驗的關鍵參量之一。水蒸氣由真空蓄水罐提供，水蒸氣由真空蓄水罐通過蒸發經管道進入腔體，因此要求蓄水罐溫度盡可能穩定，最好能夠保持恒溫，以保持水蒸氣蒸發量的恒定。

本發明的有益效果為：本發明提供了一種制備Er₂O₃涂層的可行技術。反應濺射提高了濺射效率，水蒸氣作為反應氣體，同時防止了靶材表面的氧化，提高了沉積速率的可控性。本發明是一種沉積速率既快又可控的Er₂O₃涂層制備方法。

附圖說明

圖1是本發明所使用設備結構示意圖；

圖2是本發明實施例1所制備的Er₂O₃涂層x射線θ-2θ掃描圖；

圖3是本發明實施例1所制備的Er₂O₃涂層SEM掃描形貌圖；

圖4是本發明實施例2所制備的Er₂O₃涂層x射線θ-2θ掃描圖；

圖5是本發明實施例2所制備的Er₂O₃涂層SEM掃描形貌圖；

圖6是本發明實施例3所制備的Er₂O₃涂層x射線θ-2θ掃描圖；

圖7是本發明實施例3所制備的Er₂O₃涂層SEM掃描形貌圖；

圖8是本發明實施例3所制備的Er₂O₃涂層斷面形貌。

圖中標號：1-Ar氣質量流量計；2-截止閥；3-濺射靶；4-擋板；5-加熱器；6-分子泵；7-機械泵；8-真空計；9-閘板閥；10-蓄水罐；11-控制閥；12-混氣室。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明：