[發(fā)明專利]一種金屬硫化物摻雜類金剛石復合薄膜的制備方法

無效

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• 申請日: 2012-12-07
• 公開（公告）號: CN102994964A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發(fā)明（設計）人: 岳文;王松;付志強;王成彪;于翔;彭志堅
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)大學(北京)
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34;C23C14/06
• 代理公司: 暫無信息
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1.一種金屬硫化物摻雜類金剛石復合薄膜的制備方法，特征在于：將離子束刻蝕與離子束輔助沉積技術(shù)結(jié)合起來，制備金屬硫化物摻雜類金剛石復合薄膜，該方法依次包括以下步驟：

a、首先使用去離子水利用超聲波清洗技術(shù)去除工件表面污染物；

b、將工件置于真空室內(nèi)樣品臺上，抽真空至本底真空后通入工質(zhì)氣體；

c、利用離子源產(chǎn)生的惰性氣體離子束分別對工件以及靶材表面進行離子束刻蝕清洗；

d、開啟開啟濺射源與輔助源濺射沉積制備過渡層；

e、在沉積的過渡層上利用雙濺射源分別濺射石墨靶與金屬硫化物復合靶沉積制備金屬硫化物摻雜類金剛石復合薄膜；

2.按照權(quán)利1所述的金屬硫化物摻雜類金剛石復合薄膜的制備方法，其特征在于所述真空室本底真空優(yōu)于2.0×10^-4Pa，工質(zhì)氣體可以為氬氣(Ar)、氦氣(He)、氖氣(Ne)、氪氣(Kr)中的任何一種氣體或幾種氣體的混合氣體，且在工質(zhì)氣體通入過程中真空室的壓強不高于1.5×10^-2Pa。

3.按照權(quán)利1所述的金屬硫化物摻雜類金剛石復合薄膜的制備方法，其特征在于所述濺射離子源與輔助源均為Kaufman型離子源，在刻蝕清洗的過程中，濺射離子源清洗靶材表面，屏極電壓根據(jù)靶材不同調(diào)整范圍為2.0～3.5KV，離子束流調(diào)整范圍20～150mA；輔助源濺射清洗工件表面，其屏極電壓根據(jù)條件不同調(diào)整范圍為0.1～1.0KV，離子束流為20～150mA，束流刻蝕時間10～30min。

4.按照權(quán)利1所述的金屬硫化物摻雜類金剛石復合薄膜的制備方法，其特征在于所述過渡層為梯度過渡層，包括金屬層金屬碳化物成層兩層。

5.按照權(quán)利1所述的金屬硫化物摻雜類金剛石復合薄膜的制備方法，其特征在于所述過渡層制備過程中，先在工件表面采用濺射源濺射金屬靶材沉積金屬過渡層，所用所用金屬靶材可以為Ti、Cr、Zr、W中的任何一種金屬，濺射源屏極電壓2.0～3.0KV，離子束流為20～100mA；輔助源屏極電壓范圍為0.1～1.0KV，離子束流為20～100mA，沉積時間為10～15min。然后在制備的金屬層上制備碳化物層，所用金屬靶與金屬層材料相同，石墨靶為純度大于99.7％的高純度石墨靶，金屬靶濺射源屏極電壓2.0～2.5KV，束流20～50mA；石墨靶濺射源屏極電壓2.2～2.7KV，束流20～100mA；輔助源屏極電壓范圍為0.1～1.0KV，離子束流為20～100mA，沉積時間為10～15min。制備的梯度過渡層包括Ti/TiC、Cr/CrC、Zr/ZrC、W/WC梯度過渡層。

6.按照權(quán)利1所述的金屬硫化物摻雜類金剛石復合薄膜的制備方法，其特征在于所述復合薄膜制備過程中，石墨靶為純度大于99.7％的高純度石墨靶；硫化物鑲嵌靶為石墨與硫的鑲嵌塊鑲嵌于金屬硫化物基礎靶材中構(gòu)成，在濺射束斑范圍內(nèi)，鑲嵌塊均勻分布且基礎靶材與鑲嵌塊均勻分布。其中基礎靶材的材料可以為WS₂、MoS₂，F(xiàn)eS，ZnS，PbS，ZnS，CuS，Ag2S中的任何一種，鑲嵌塊由固體硫粉與石墨粉均勻混合壓制而成，均勻分布在基礎靶材鑲嵌區(qū)。

7.按照權(quán)利1所述的金屬硫化物摻雜類金剛石復合薄膜的制備方法，其特征在于所述過渡層制備過程中濺射石墨靶的濺射源屏極電壓為2.2～3.0KV，束流為20～100mA；硫化物復合靶的濺射源屏極電壓應低于石墨靶濺射源屏極電壓，調(diào)整范圍為2.0～2.7KV，束流為20～100mA；輔助源屏極電壓調(diào)整范圍0.2～1.0KV，束流范圍為20～100mA，沉積時間為60min～180min，沉積制備過程中，保證工件溫度不高于150℃。