[發明專利]一種在硅片上制備鈦酸鍶鋇多晶薄膜的磁控濺射方法

在審

• 申請號: 202310439409.2
• 申請日: 2023-04-23
• 公開（公告）號: CN116623292A
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 張輝;毛飛龍;侯永琪;朱一凡;殷國棟;倪中華
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C30B28/12
• 分類號: C30B28/12;C30B29/32;C30B33/02
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司 11467
• 代理人: 曹婷

1.一種在硅片上制備鈦酸鍶鋇多晶薄膜的磁控濺射方法，其特征在于，包括：

S1：對待濺射的硅基片進行清洗與吹干后，將硅基片安置在磁控濺射臺；

S2：將真空室內的鈦酸鍶鋇靶材的角度調整到預設角度，并將鈦酸鍶鋇靶材到硅基片的距離調節到預設距離；

S3：對真空室進行抽真空，以到達指定的本底真空度；

S4：將硅基片升溫至指定濺射溫度，并保證硅基片受熱均勻；

S5：按比例通入氧氣和氬氣，達到指定工作氣壓后，打開射頻電源在硅基片上濺射鈦酸鍶鋇靶材；

S6：將濺射鈦酸鍶鋇后的硅基片加熱至指定退火溫度，在指定氣壓的氧氣環境下進行退火。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S1中，對待濺射的硅基片進行清洗與吹干，包括：先清洗掉硅基片上天然的二氧化硅層，之后再對硅基片表面的有機物進行清洗，最后清除掉硅基片上殘余的化學清洗溶劑；在清洗步驟結束后，對硅基片表面進行吹干處理。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S2中，所述預設角度與所述預設距離能夠依據所需的薄膜生長速度進行調整。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S3中，所述本底真空度為濺射前真空室內的真空度，要達到1x10^-4Pa以下。

5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S4中，所述指定濺射溫度為400度及以上，使硅基片受熱均勻后再轉至步驟S5。

6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S5中，先對鈦酸鍶鋇靶材的表面進行預濺射后再進行主濺射，預濺射時需要關閉樣品擋板。

7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，步驟S5中，鈦酸鍶鋇靶材中鋇、鍶的元素比能夠進行調整，以控制所制備薄膜的居里溫度；在硅基片上濺射鈦酸鍶鋇靶材時，先在80W功率下對鈦酸鍶鋇靶材進行10分鐘的預濺射，然后對鈦酸鍶鋇靶材進行主濺射，主濺射過程中：射頻濺射功率能夠根據所需濺射速率調整，范圍為50-150W，氬氧比為2:1，指定工作氣壓為0.2-1.5Pa，濺射時間至少為180分鐘。

8.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S6中，進行退火前需要將濺射時通入的氣體抽干，本底真空度達到1x10^-4Pa以下后才開始通入氧氣，使真空室內氧氣氣壓達50000Pa以上，之后開始加熱到600度以上且在升溫達到退火溫度后，使濺射后的硅基片受熱均勻后再關閉加熱電源，等待溫度自然冷卻后取出樣品。