[發(fā)明專利]一種磁控濺射沉積鐵膜和氧化鐵膜的方法

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• 申請日: 2018-07-23
• 公開（公告）號: CN108611618A
• 公開（公告）日: 2018-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高斐;高蓉蓉;武鑫;王昊旭;雷婕
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西師范大學(xué)
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/18;C23C14/08
• 代理公司: 西安永生專利代理有限責(zé)任公司 61201
• 代理人: 高雪霞

本發(fā)明公開了一種磁控濺射沉積鐵膜和氧化鐵膜的方法，通過在靶槍和鐵靶中間安插一定厚度的非鐵磁性的金屬圓片，如鋁圓片、銅圓片等，來降低鐵靶的磁屏蔽效應(yīng)，從而可成功地濺射沉積鐵膜及氧化鐵膜。本發(fā)明方法操作簡單，制得的鐵膜及氧化鐵膜致密，且均勻性好，與基底的結(jié)合力好，制得的鐵膜具有較好的鐵電特性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于濺射鍍膜技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用磁控濺射制備鐵膜及氧化鐵膜的方法。

背景技術(shù)

磁控濺射技術(shù)可制備裝飾薄膜、硬質(zhì)薄膜、耐腐蝕摩擦薄膜、超導(dǎo)薄膜、磁性薄膜、光學(xué)薄膜，以及各種具有特殊功能的薄膜，是一種十分有效的薄膜沉積方法，在各個工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛。磁控濺射所得到的薄膜附著力強(qiáng)。磁控濺射的基本原理即是以磁場改變電子運(yùn)動方向,束縛和延長電子的運(yùn)動軌跡,提高了電子對工作氣體的電離率和有效利用了電子的能量,使正離子對靶材轟擊引起的靶材濺射更有效。但對于鐵這種靶材而言，用常規(guī)磁控濺射方法難以沉積鐵膜及氧化鐵膜。這是由于其鐵具有高導(dǎo)磁性,大部分磁場從鐵靶材內(nèi)部通過,嚴(yán)重的磁屏蔽使鐵靶材表面的磁場過小,將導(dǎo)致無法進(jìn)行磁控濺射沉積鐵膜及氧化鐵膜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于解決上述磁控濺射制備鐵膜和氧化鐵膜所存在的鐵靶磁屏蔽問題，提出在靶槍和鐵靶中間安插一定厚度的非磁性的材料，來降低鐵靶的磁屏蔽效應(yīng)，從而可成功地濺射沉積鐵膜及氧化鐵膜。

解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：在靶槍和鐵靶之間放一個非鐵磁性的金屬圓片，采用磁控濺射在玻璃襯底上沉積一層鐵膜或氧化鐵膜。

上述非鐵磁性的金屬圓片具體可以是鋁圓片、銅圓片等，其厚度為3～5mm，直徑與鐵靶相同。

采用本發(fā)明方法磁控濺射沉積鐵膜的具體操作過程為：將清洗干凈的玻璃襯底裝在磁控濺射設(shè)備的樣品夾具上，將非鐵磁性的金屬圓片放在靶槍上面，接著將鐵靶放在非鐵磁性的金屬圓片上，關(guān)上磁控濺射設(shè)備的真空室蓋子，用機(jī)械泵和分子泵將沉積室抽真空至5.0×10^-4～7.0×10^-4Pa，接著打開氬氣通氣閥，并打開質(zhì)量流量計，控制氬氣流速為25.0～30.0sccm，先調(diào)節(jié)沉積室壓強(qiáng)至1.5～2.0Pa、濺射功率為28～30W啟輝，再調(diào)節(jié)沉積室壓強(qiáng)至0.5～0.6Pa、濺射功率至110～115W，預(yù)濺射1～2分鐘以除去鐵靶表面的污染，接著打開擋板開始沉積，沉積結(jié)束后自然冷卻至室溫，即得到鐵膜。

采用本發(fā)明方法磁控濺射沉積氧化鐵膜的具體操作過程為：將清洗干凈的玻璃襯底裝在磁控濺射設(shè)備的樣品夾具上，將非鐵磁性的金屬圓片放在靶槍上面，接著將鐵靶放在非鐵磁性的金屬圓片上，關(guān)上磁控濺射設(shè)備的真空室蓋子，用機(jī)械泵和分子泵將沉積室抽真空至5.0×10^-4～7.0×10^-4Pa，接著打開氬氣通氣閥和氧氣通氣閥，并打開質(zhì)量流量計，控制氧氣流速為10.0～15.0sccm、氬氣流速為15.0～20.0sccm，并控制氬氣和氧氣的總流速為25.0～30.0sccm，先調(diào)節(jié)沉積室壓強(qiáng)至1.5～2.0Pa、濺射功率為28～30W啟輝，再調(diào)節(jié)沉積室壓強(qiáng)至0.5～0.6Pa、濺射功率至110～115W，預(yù)濺射1～2分鐘以除去鐵靶表面的污染，接著打開擋板開始沉積，沉積結(jié)束后自然冷卻至室溫，即得到氧化鐵膜。

本發(fā)明的有益效果如下：

本發(fā)明通過在靶槍和鐵靶中間安插一定厚度的非鐵磁性的金屬圓片，來降低鐵靶的磁屏蔽效應(yīng)，從而可成功地濺射沉積鐵膜及氧化鐵膜。本發(fā)明方法操作簡單，制得的鐵膜及氧化鐵膜致密，且均勻性好，制得的鐵膜具有較好的鐵電特性。

附圖說明

圖1是實施例1所沉積的鐵膜的X射線衍射圖譜。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不僅限于這些實施例。

實施例1