[發(fā)明專利]一種采用磁控濺射法制備含氮二氧化鈦薄膜的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610123631.1
• 申請日: 2016-03-05
• 公開（公告）號: CN105648414B
• 公開（公告）日: 2018-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉玉潔
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫南理工科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/18;C23C14/58;C23C14/02;B01J27/24;B01J21/06;B01J35/06;B01J37/34
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32243
• 代理人: 胡定華

1.一種采用磁控濺射法制備含氮二氧化鈦薄膜的方法，利用金屬鈦為靶材，采用磁控濺射法制備氮摻雜二氧化鈦薄膜，其特征在于，包括以下步驟，

（1）基片的準(zhǔn)備：將基片切割成方塊；

（2）基片的清洗：先用雙氧水和濃硫酸的混合溶液超聲清洗基片10~20min，再用去離子水清洗；然后再把基片先后放入丙酮溶液、乙醇溶液和去離子水中超聲10~20min；清洗結(jié)束后將基片置于烘箱干燥，待用；

（3）金屬鈦薄膜的制備：

1）將干燥后的基片固定在基片臺上，然后將基片臺旋緊在真空腔室的轉(zhuǎn)盤上；

2）真空的獲得：首先啟動機械泵，打開第二旁抽閥，對真空腔室抽真空；當(dāng)真空度達(dá)到4~8Pa時，關(guān)閉第二旁抽閥，打開第一旁抽閥，并啟動分子泵，同時打開閘板閥，利用分子泵對真空腔室進(jìn)一步抽真空，使真空腔室的真空度達(dá)到1~5×10^-3Pa；

3）離子束清洗：打開Ar氣閥，通入Ar氣，調(diào)節(jié)氣體流量在4~6sccm，壓強在1~3×10^-2Pa；然后調(diào)中和燈絲電流至18~25A，再調(diào)加速電壓至150~200V、調(diào)陽極電壓至50~70V、調(diào)屏極電壓至350~420V，最后調(diào)陰極電壓至5~10V以上，束流開始顯示，再調(diào)節(jié)至束流40~60mA，真空腔室內(nèi)將產(chǎn)生等離子體，開始對基片進(jìn)行離子束轟擊以清洗，清洗4~8min后，按反向順序依次關(guān)閉各表，再關(guān)閉離子流量計，結(jié)束清洗；

4）磁控濺射：調(diào)節(jié)氬氣流量，并使真空腔室的真空度上升至至少10Pa，打開磁控電源，調(diào)節(jié)濺射功率，觀察真空室的火焰顏色確保啟輝成功，則調(diào)節(jié)閘板閥，增加真空度，同時調(diào)節(jié)功率反射角，使功率反射角最小，當(dāng)真空腔室的真空度達(dá)到所需真空度時，將基片旋至靶材上方，打開磁控?fù)醢搴湍ず駜x擋板開始濺射；

5）當(dāng)達(dá)到預(yù)定濺射時間后，關(guān)閉磁控?fù)醢澹瑢⒐β市o歸零，關(guān)電源，磁控濺射結(jié)束；取出所制得的金屬鈦薄膜；

（4）氮摻雜二氧化鈦薄膜的制備：設(shè)置退火爐的溫度在400~700℃，向退火爐中通入氮氣和氧氣，等溫度到達(dá)預(yù)定溫度后，將所述步驟（3）中所制得的金屬鈦薄膜放入退火爐中，退火時間為30~60min；得到氮摻雜二氧化鈦薄膜；所述退火爐的氮氣的流量為4~10sccm，氧氣的流量為40~80sccm。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用磁控濺射法制備含氮二氧化鈦薄膜的方法，其特征在于，所述基片的大小為20×20mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的采用磁控濺射法制備含氮二氧化鈦薄膜的方法，其特征在于，所述基片為玻璃或石英玻璃或陶瓷。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的采用磁控濺射法制備含氮二氧化鈦薄膜的方法，其特征在于，所述雙氧水和濃硫酸的混合溶液中雙氧水和濃硫酸的比例為3~5：1。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的采用磁控濺射法制備含氮二氧化鈦薄膜的方法，其特征在于，所制備的金屬鈦薄膜的厚度為100~300nm。