[發明專利]一種高電阻溫度系數二氧化釩薄膜及其低溫沉積方法

有效

• 申請號: 201611000544.3
• 申請日: 2016-11-14
• 公開（公告）號: CN108070835B
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 曹遜;金平實;孫光耀;李榮
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/08
• 代理公司: 上海瀚橋專利代理事務所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲;鄭優麗

1.一種高電阻溫度系數二氧化釩薄膜，其特征在于，所述薄膜由通過磁控濺射依次形成在襯底上的三氧化二釩籽晶層以及摻雜二氧化釩薄膜層構成，所述摻雜二氧化釩薄膜層的化學組成為W_xTi_yV_1-x-yO₂，其中0＜x＜0.1， 0＜y＜0.2，x：y =（0.1～0.5）：1。

2.根據權利要求1所述的高電阻溫度系數二氧化釩薄膜，其特征在于，所述高電阻溫度系數二氧化釩薄膜在280K～350K之間的電阻溫度系數為-3.5%/K～-6.5%/K。

3.根據權利要求1或2所述的高電阻溫度系數二氧化釩薄膜，其特征在于，所述摻雜二氧化釩薄膜層的厚度為50～200nm 。

4.根據權利要求1或2所述的高電阻溫度系數二氧化釩薄膜，其特征在于，所述摻雜二氧化釩薄膜層為多晶薄膜，呈現VO₂單純結晶相，具有平均粒徑為50～100nm的納米結構。

5.根據權利要求1或2所述的高電阻溫度系數二氧化釩薄膜，其特征在于，所述三氧化二釩籽晶層的厚度為2～50nm。

6.一種權利要求1至5中任一項所述的高電阻溫度系數二氧化釩薄膜的制備方法，其特征在于，包括：

以三氧化二釩為濺射靶材，氬氣為濺射氣體、在襯底上進行第一次磁控濺射以在所述襯底上生長三氧化二釩籽晶層；以及

以化學組成為W_xTi_yV_1-x-yO₂的摻雜二氧化釩為濺射靶材，氬氣為濺射氣體、氧氣為反應氣體在生長有二氧化釩籽晶層的襯底上進行第二次磁控濺射以在所述二氧化二釩籽晶層上沉積摻雜二氧化釩薄膜層。

7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述第一次磁控濺射的工藝參數為：襯底溫度200～300℃，濺射功率20～50W，沉積時間5～60分鐘，沉積室背底真空為10^-5Pa ～5 ×10^-5Pa。

8.根據權利要求6或7所述的制備方法，其特征在于，第二次磁控濺射的工藝參數為：保持襯底溫度200～300℃濺射功率50～200W，沉積時間50～200分鐘，氧氣分壓0.1～0.5%，沉積室背底真空為10^-5Pa ～5 ×10^-5Pa。

9.一種權利要求1至5中任一項所述的高電阻溫度系數二氧化釩薄膜用于基于熱敏原理的敏感薄膜材料的用途。

10.根據權利要求9所述的用途，所述用途是用于非制冷紅外探測器、傳感器的用途。