[發明專利]直流磁控技術制備周期厚度橫向二維梯度分布的Mo/Si多層膜的方法

有效

• 申請號: 201711364964.4
• 申請日: 2017-12-18
• 公開（公告）號: CN108165926B
• 公開（公告）日: 2023-02-07
• 發明（設計）人: 朱京濤;朱圣明;金長利
• 申請（專利權）人: 蘇州宏策光電科技有限公司
• 主分類號: C23C14/04
• 分類號: C23C14/04;C23C14/16;C23C14/35
• 代理公司: 北京高航知識產權代理有限公司 11530
• 代理人: 陳敏

1.一種直流磁控技術制備周期厚度橫向二維梯度分布的Mo/Si多層膜的方法，其特征在于：采用高真空恒功率直流磁控濺射設備在尺寸為40mm×40mm的P型超光滑單晶Si基底上制備周期為25的Mo/Si周期多層膜，設備本底真空度為2.5×10^-4Pa，濺射氣體為Ar氣，工作氣壓為0.15Pa，采用Mo靶和Si靶為多層膜的材料，通過控制Si基底掠過Mo靶和Si靶的速度來實現在膜厚在掠靶方向X方向的梯度變化，垂直于掠靶方向的Y方向的膜厚梯度變化通過掩膜版來實現；

對環形靶材在定靶鍍制模式下基底上膜厚分布公式如下：

t＝[m_xh²(h²+r²+a²)]/[ρπ(h²+r²+a²+2ar)^1.5(h²+r²+a²-2ar)^1.5]

其中，m_x為鍍制過程中靶材的損耗質量，ρ為靶材密度，h為靶材到基底距離，r為靶材半徑，a為基底上距離對應于靶心的基底中心的距離，將基底上某一點的厚度t對基底中心最厚處膜厚t_o進行歸一，得到基底上的相對膜厚分布；

所述Mo/Si多層膜的制備方法包括以下步驟：

(1)在Si基底上標定Mo靶和Si靶于掠靶模式下在Y方向的膜厚分布；

(2)根據標定結果，結合設計的Y方向梯度，決定掩膜版上各位置的開口寬度，分別制備Mo靶掩膜版和Si靶掩膜版；

(3)沉積時，Si基底以設定的速度依次經過裝有掩膜版的Mo靶和Si靶上方的輝光區域，濺射粒子在Si基底上沉積成膜；

(4)完成橫向二維梯度膜的制備后，通過X射線衍射儀對多層膜進行X射線掠入射反射測試，獲得多層膜的結構參數；

所述步驟(2)中，Mo靶掩膜版和Si靶掩膜版在中心處開口固定的情況下，其它位置的開口寬度正比于該位置處的設計膜厚與中心處設計膜厚的比值；

所述Mo靶掩膜版和Si靶掩膜版與所述Mo靶和Si靶的距離均為55mm，與Si基底的距離均為15mm。

2.根據權利要求1所述一種直流磁控技術制備周期厚度橫向二維梯度分布的Mo/Si多層膜的方法，其特征在于：所述Mo靶和Si靶均采用環形濺射靶材，Mo靶的純度為99.95％，Si靶的純度為99.999％，在制備過程中，Mo靶濺射功率保持為60W，Si靶的濺射功率保持為100W。

3.根據權利要求1所述一種直流磁控技術制備周期厚度橫向二維梯度分布的Mo/Si多層膜的方法，其特征在于：所述步驟(4)中，X射線光源為Cu-Ka線，其波長為0.154mm。

4.根據權利要求1所述一種直流磁控技術制備周期厚度橫向二維梯度分布的Mo/Si多層膜的方法，其特征在于：所述步驟(4)中，測試過程中在二維梯度膜的X與Y方向均每隔5mm進行一次測試。