[發明專利]一種采用磁控濺射沉積納米純Ti薄膜的方法

在審

• 申請號: 201810498924.7
• 申請日: 2018-05-23
• 公開（公告）號: CN108505006A
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發明（設計）人: 楊超;蔣百鈴;曹政;董丹
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/14
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產權代理有限公司 11315
• 代理人: 楊洲

1.一種采用磁控濺射沉積納米純Ti薄膜的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)構建輸出的脈沖電場環境；其中，利用三相全波整流、IGBT逆變和高頻變壓器升壓的主電路拓補結構使電源的輸出特性達到：電壓-300V～-1200V、電流最高達100A、頻率20Hz～80Hz、占空比8％～20％，而后將電源負輸出端加載于尺寸為Φ100mm的圓形平面陰極Ti靶，正輸出端施加于Φ450mm×H400mm的圓柱體真空腔體，陰極Ti靶安裝于真空腔體側表面上尺寸為Φ225mm的圓形304不銹鋼框體，框體距離陰極靶外沿5mm；

(2)將待沉積的樣品經酒精超聲波清洗15min后，用純N₂氣吹干放入真空腔內旋轉工件架上，將真空腔內真空度抽至9×10^-5Pa—3×10^-4Pa，隨后通入氬氣并將真空度保持在0.6Pa，氬氣氣流量為70ml/min；

(3)開啟脈沖靶電源和脈沖負偏壓電源對樣品進行等離子轟擊清洗，離子清洗時間15min；

(4)沉積純Ti膜層，鍍膜持續時間30～90min；

(5)完成鍍膜的樣品待冷卻后，取出。

2.根據權利要求1所述的一種采用磁控濺射沉積納米純Ti薄膜的方法，其特征在于，步驟(1)中真空腔側表面共有4個框體，相互呈90°均勻分布，表面粗糙度低于0.8μm。

3.根據權利要求1所述的一種采用磁控濺射沉積納米純Ti薄膜的方法，其特征在于，步驟(3)脈沖靶電源和脈沖負偏壓電源的控制參數為：脈沖靶電壓為-300V～-500V，頻率20Hz～80Hz，占空比8％～20％；脈沖負偏壓為-400V～-500V，脈寬20μs～30μs，頻率30kHz～50kHz。

4.根據權利要求1所述的一種采用磁控濺射沉積納米純Ti薄膜的方法，其特征在于，步驟(4)將施加于陰極Ti靶的脈沖電場電壓調節至-600V～-900V，并將脈沖電場頻率調節為20Hz～60Hz，占空比縮小至8％～15％，施加脈沖開通時段內靶電流為60A～90A，電流密度可達1A/cm²～2A/cm²，施加于樣品的脈沖負偏壓則降低至-65V～-90V，脈寬20μs～30μs，頻率30kHz～50kHz。

5.根據權利要求1所述的一種采用磁控濺射沉積納米純Ti薄膜的方法，其特征在于，步驟(5)的冷卻和取出采取以下方式：完成薄膜制備的樣品在真空腔內冷卻至30～50℃時取出，隨后在大氣環境中冷卻至室溫；或者完成薄膜制備的樣品在真空腔內直接冷卻至室溫后取出。