[發(fā)明專利]一種CN薄膜的復(fù)合制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810560537.1
• 申請日: 2018-06-04
• 公開（公告）號: CN108754421A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭壽;沈洪雪;姚婷婷;楊勇;李剛
• 申請（專利權(quán)）人: 中建材蚌埠玻璃工業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司
• 主分類號: C23C14/06
• 分類號: C23C14/06;C23C14/22;C23C14/35;C23C14/58
• 代理公司: 安徽省蚌埠博源專利商標(biāo)事務(wù)所 34113
• 代理人: 陳俊

本發(fā)明公開一種CN薄膜的復(fù)合制備方法，包括以下步驟：S1、清洗襯底，去除襯底表面雜質(zhì)與油污；S2、采用磁控濺射設(shè)備與離子束沉積設(shè)備，清洗后的襯底先置于磁控濺射設(shè)備的真空腔室內(nèi)，以石墨為濺射靶材，在襯底上制備C膜；S3、制備完C膜的襯底轉(zhuǎn)置于離子束沉積設(shè)備的真空腔室內(nèi)，以N₂為離子束的N⁺離子源，在C膜表面進(jìn)行離子束沉積，得到CN薄膜；S4、在N₂氣氛爐中，以250℃對CN薄膜退火3小時(shí)；磁控濺射與離子束沉積相互配合且各自獨(dú)立控制，互不影響，工藝簡單，可控性強(qiáng)；退火過程有利于CN薄膜中未參與反應(yīng)的C、N離子進(jìn)一步反應(yīng)，提高薄膜的結(jié)晶質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種CN薄膜的復(fù)合制備方法。

背景技術(shù)

九十年代有科學(xué)家首次預(yù)言，可進(jìn)行人工合成自然界并不存在的化合物——氮化碳，其結(jié)構(gòu)與氮硅共價(jià)化合物相類似，其具有較大的聚合能和力學(xué)穩(wěn)定性。后來對CN結(jié)構(gòu)進(jìn)行推測，共計(jì)五種，即：α相、β 相、立方相、準(zhǔn)立方相和類石墨相，大量研究表明，除類石墨相外，其他相CN的體彈性模量理論值均可與金剛石相比擬，被認(rèn)為是一種新型的超硬材料，具有許多優(yōu)良性能，由此引起科學(xué)工作者的關(guān)注。經(jīng)過多年努力，理論與實(shí)驗(yàn)兩方面都得到了較大的發(fā)展，并合成了a－C₃N₄、B－C₃N₄，石墨相或CN_X等。但目前的方法大多工藝復(fù)雜，可控性低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種CN薄膜的復(fù)合制備方法，該方法工藝簡單、可控性強(qiáng)、成膜幾率高、提高薄膜的結(jié)晶質(zhì)量。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種CN薄膜的復(fù)合制備方法，包括以下步驟：

S1、清洗襯底，去除襯底表面雜質(zhì)與油污；

S2、采用磁控濺射設(shè)備與離子束沉積設(shè)備，清洗后的襯底先置于磁控濺射設(shè)備的真空腔室內(nèi)，以石墨為濺射靶材，在襯底上制備C膜；

S3、制備完C膜的襯底轉(zhuǎn)置于離子束沉積設(shè)備的真空腔室內(nèi)，以N₂為離子束的N⁺離子源，在C膜表面進(jìn)行離子束沉積，得到CN薄膜；

S4、在N₂氣氛爐中，以250℃對CN薄膜退火3小時(shí)。

進(jìn)一步的，步驟S2磁控濺射時(shí)真空度為4.0*10^－4Pa，濺射氣體Ar氣30sccm，工作氣壓0.5Pa，濺射功率150W，濺射時(shí)間30min。

進(jìn)一步的，步驟S1的襯底為單晶硅襯底。

本發(fā)明的有益效果是，磁控濺射與離子束沉積相互配合且各自獨(dú)立控制，互不影響，工藝簡單，可控性強(qiáng)，離子束沉積時(shí)N⁺轟擊C膜，與C膜發(fā)生反應(yīng)得到CN薄膜，離子束沉積直接提高N⁺，減少N₂的離化過程，提高成膜幾率；退火過程有利于CN薄膜中未參與反應(yīng)的C、N離子進(jìn)一步反應(yīng)，提高薄膜的結(jié)晶質(zhì)量。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供一種CN薄膜的復(fù)合制備方法，包括以下步驟：

S1、清洗襯底，去除襯底表面雜質(zhì)與油污；襯底可采用單晶硅襯底；

S2、采用磁控濺射設(shè)備與離子束沉積設(shè)備，清洗后的襯底先置于磁控濺射設(shè)備的真空腔室內(nèi)，以石墨為濺射靶材，在襯底上制備C膜；磁控濺射時(shí)真空度為4.0*10^－4Pa，濺射氣體Ar氣30sccm，工作氣壓0.5Pa，濺射功率150W，濺射時(shí)間30min；