[發明專利]一種相對介電系數可調氮化鋁涂層的制備方法

有效

• 申請號: 201610399691.6
• 申請日: 2016-06-07
• 公開（公告）號: CN105803407B
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 王周成;吳正濤;張東方;魏斌斌
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34;C23C14/06;C23C14/16
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙)35200
• 代理人: 馬應森

1.一種相對介電系數可調氮化鋁涂層的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)在銅-碳合金表面用脈沖直流濺射沉積Cr過渡層：將沉積腔室工作溫度加熱至250℃，基體加熱至350℃，并抽取沉積腔室內氣體，除去腔體內壁吸附的水汽及氧等污染物，當沉積腔室真空達到本底真空度8.0×10^-5Pa后，通入Ar氣，氣體流量設定為50sccm，調節沉積腔室內環境壓力至1.25Pa，將金屬Cr靶材脈沖直流濺射功率調節至300W，占空比為35％～50％，工作15min；金屬Cr靶預濺射之后，將雙生陰極Al及BN靶分別接入脈沖直流及中頻電源；金屬Al靶脈沖直流濺射功率調節至300W，占空比為35％～50％，工作10min；BN靶中頻電源濺射功率調節至300W，工作10min；Cr、Al、BN靶預濺射完成之后，設定沉積腔體溫度為200℃，基體為250℃，轉動樣品臺，使銅-碳合金基體正對金屬Cr靶，且與靶材的距離為150mm，調節沉積腔室壓力至0.45Pa，采用脈沖直流電源濺射沉積金屬Cr過渡層，Cr金屬靶濺射功率為400W，占空比為35％～50％，沉積時間為2min，沉積過程中基體加載負偏壓為-115V。

(2)用中頻電源共濺射雙生陰極Al及BN靶，制備AlN-BN納米復合結構涂層：在金屬Cr過渡層沉積完成之后，維持沉積腔體溫度為200℃及基體為250℃，轉動樣品臺，使銅-碳合金基體處于金屬Al靶及BN靶中間位置，且與兩靶材的距離為200mm，此時通入N₂氣，調節流量，使得Ar氣與N₂氣總流量為50sccm，N₂分壓比為30％；調節沉積腔室壓力至0.35Pa，同時采用中頻電源濺射雙生陰極Al及BN靶，Al靶濺射功率為0～400W，相應地BN靶濺射功率為400～0W，維持Al與BN靶總濺射功率為400W。沉積過程中基體加載負偏壓為-115V，基體按角速度90°/s勻速旋轉，沉積時間為120min，沉積得到AlN-BN納米復合結構涂層。

(3)交替反應濺射沉積AlN及BN單層膜，完成銅-碳合金基體表面制備相對介電系數可調AlN涂層：在金屬Cr過渡層沉積完成之后，維持腔體溫度為200℃及基體為250℃，轉動樣品臺，使銅-碳合金基體正對金屬Al靶位置，且與Al靶距離為150mm，通入N₂氣，調節流量，使得Ar氣與N₂氣總流量為50sccm，N₂分壓比為30％；調節沉積腔室壓力至0.35Pa，采用中頻電源濺雙生陰極Al靶，濺射功率為400W，沉積時間為0～30s，控制AlN層單層厚度為0～12nm；將基體轉至正對BN靶位置，且與BN靶距離為150mm，關閉Al靶靶擋板，采用中頻電源濺雙生陰極BN靶，濺射功率為400W，沉積時間為1～10s，控制BN層單層厚度為0～2nm；重復如此操作，控制多層膜調制周期為4.2～14nm及調制比為2～60，交替沉積得到AlN/BN納米多層結構涂層。