[發(fā)明專利]一種基于高溫離子輻照制備梯度結(jié)構(gòu)非晶薄膜的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110984609.7
• 申請(qǐng)日: 2021-08-25
• 公開（公告）號(hào): CN113718200B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃平;王飛;黃麗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): C23C14/16
• 分類號(hào): C23C14/16;C23C14/58;C23C14/35;C22F3/00;C22C45/10
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 王艾華

1.一種基于高溫離子輻照制備梯度結(jié)構(gòu)非晶薄膜的方法，其特征在于，包括以下步驟：首先采用磁控濺射的方法在單晶硅(100)基底上沉積一層原子百分比為W₆₅Ni₃₅ at.％的非晶薄膜，薄膜厚度為1微米，然后對(duì)這一非晶薄膜進(jìn)行873±10K下進(jìn)行He⁺離子輻照處理；

具體包括以下步驟：

1)將單面拋光單晶硅基片通過超聲清洗以去除表面的氧化膜，然后放入超高真空磁控濺射設(shè)備基片臺(tái)上，準(zhǔn)備鍍膜；

2)將需要濺射的純W 99.99at.％靶材和純Ni 99.99at.％靶材分別安置在靶材座上；

3)硅片濺射沉積時(shí)，采用直流和射頻電源分別連接對(duì)應(yīng)的靶材，濺射過程中通過電源功率的調(diào)控來達(dá)到設(shè)定的原子百分比，并通過沉積速率設(shè)置鍍制時(shí)間，最終達(dá)到所需的總厚度；

4)將制備得到的非晶薄膜在873±10K下進(jìn)行He⁺離子輻照處理。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高溫離子輻照制備梯度結(jié)構(gòu)非晶薄膜的方法，其特征在于，步驟1)中，單面拋光單晶硅(100)基片分別用丙酮、酒精及蒸餾水超聲清洗20min至潔凈，隨后用吹風(fēng)機(jī)將基片上殘存的蒸餾水吹干。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高溫離子輻照制備梯度結(jié)構(gòu)非晶薄膜的方法，其特征在于，步驟3)中，電源的功率和對(duì)應(yīng)的沉積速率分別為直流電源120±6W，沉積速率為6.5-7.1nm/min；射頻電源80±4W，沉積速率為2.3-2.7nm/min，沉積得到薄膜總厚度為1微米。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高溫離子輻照制備梯度結(jié)構(gòu)非晶薄膜的方法，其特征在于，步驟3)中，基片臺(tái)在常溫下進(jìn)行勻速旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)速率為175°-185°/min。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高溫離子輻照制備梯度結(jié)構(gòu)非晶薄膜的方法，其特征在于，步驟4)中，使用的He離子為一價(jià)離子；輻照的溫度為873±10K；輻照時(shí)離子束的能量為120±5KeV；輻照時(shí)的離子注入速率為4.0×10¹³-4.4×10¹³ions/cm²s；總的離子輻照劑量為7.7×10¹⁶-7.9×10¹⁶ions/cm²；注入過程的壓力保持在1.0×10^-4-9.1×10^-5Pa。