[發明專利]一種制備具有雙軸織構的氧化物薄膜的設備和方法

有效

• 申請號: 201510029133.6
• 申請日: 2015-01-20
• 公開（公告）號: CN104593742B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發明（設計）人: 肖紹鑄;馮峰;瞿體明;朱宇平;盧弘愿;韓征和
• 申請（專利權）人: 清華大學深圳研究生院
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/08
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司44223
• 代理人: 王震宇

1.一種制備具有雙軸織構的氧化物薄膜的設備，其特征在于，包括磁控濺射真空室以及安裝在所述磁控濺射真空室內的磁控濺射靶材和樣品架，所述磁控濺射靶材為在磁控濺射過程中能夠產生主要由氧負離子和氧原子構成的粒子束流的金屬或金屬氧化物靶材，所述磁控濺射靶材和所述樣品架的相對位置經配置，使得所述磁控濺射靶材與所述樣品架上安裝的基底材料之間的距離在1厘米～100厘米范圍內，且從所述磁控濺射靶材上射出的所述粒子束流在所述基底材料上的入射方向與所述基底材料的法線之間的夾角在30°～60°范圍內，所述磁控濺射真空室的工作氣壓在0.01Pa～10Pa范圍內，在磁控濺射過程中濺射功率和濺射電壓受控制以產生能量在范圍內100eV～1000eV的所述粒子束流。

2.一種制備具有雙軸織構的氧化物薄膜的方法，其特征在于，使用權利要求1所述的設備產生粒子束流并對正在基底材料上沉積的氧化物薄膜進行定向轟擊，從而使所述氧化物薄膜獲得雙軸織構。

3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述氧化物薄膜材料為氧化鎂、鋯酸釓、氧化鈰、氧化釔、氧化釔穩定氧化鋯或銦錫氧化物，所述磁控濺射靶材為能夠提供需沉積薄膜中的金屬元素或金屬元素的氧化物的靶材。

4.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述磁控濺射靶材與所述樣品架上安裝的基底材料之間的距離在1厘米～100厘米范圍內。

5.如權利要求2至4任一項所述的方法，其特征在于，從所述磁控濺射靶材上射出的所述粒子束流在所述基底材料上的入射方向與所述基底材料的法線之間的夾角在30°～60°范圍內。

6.如權利要求2至5任一項所述的方法，其特征在于，所述基底材料為單一成分的材料，或具有單層或多層覆膜結構的材料，所述基底靜置在所述樣品架上或進行運動以實現大面積薄膜或長帶狀薄膜的均勻制備。

7.如權利要求2至5任一項所述的方法，其特征在于，所述基底材料的表面溫度控制在-196℃～1000℃范圍內。

8.如權利要求2至5任一項所述的方法，其特征在于，通入惰性氣體或者惰性氣體和氧氣的組合以實現磁控濺射真空室的工作氣壓的調節。

9.如權利要求2至5任一項所述的方法，其特征在于，對獲得雙軸織構的氧化物薄膜進行熱處理，以改善其表面形貌或應力狀態。

10.如權利要求2至5任一項所述的方法，其特征在于，在獲得雙軸織構的氧化物薄膜上外延生長相同材料的薄膜、或者外延生長其他材料薄膜。