一種離子注入提高大尺寸磁控濺射膜質(zhì)量的方法
【專(zhuān)利摘要】一種離子注入提高大尺寸磁控濺射膜質(zhì)量的方法，它涉及大尺寸磁控濺射鍍膜的強(qiáng)化方法，本發(fā)明要解決現(xiàn)有的離子或電子輔助磁控濺射沉積薄膜方法，針對(duì)大尺寸襯底材料會(huì)存在很難制備出厚度均勻、附著力強(qiáng)的薄膜材料的問(wèn)題。本發(fā)明中一種大尺寸磁控濺射鍍膜的簡(jiǎn)易強(qiáng)化方法按以下步驟進(jìn)行：一、襯底材料的清洗及加熱；二、襯底材料表面反濺清洗；三、向旋轉(zhuǎn)加熱臺(tái)施加負(fù)電壓條件下鍍膜；四、鍍膜完成后抽真空，進(jìn)行離子注入表面強(qiáng)化；五、關(guān)閉電源，降溫至室溫，完成薄膜的制備。本發(fā)明方法適用于薄膜工程領(lǐng)域。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種離子注入提高大尺寸磁控濺射膜質(zhì)量的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及離子注入提高大尺寸磁控濺射鍍膜質(zhì)量的簡(jiǎn)易強(qiáng)化方法。

【背景技術(shù)】
[0002]磁控濺射，特別是反應(yīng)磁控濺射，采用此方法制備的薄膜密度較低，薄膜中存在空位、間隙原子、位錯(cuò)以及空洞等缺陷，嚴(yán)重影響薄膜的性能。一般情況下，磁控濺射制備的薄膜，結(jié)晶度差，結(jié)晶溫度高，存在較多缺陷，特別對(duì)于反應(yīng)磁控濺射來(lái)說(shuō)，上述問(wèn)題尤為嚴(yán)重。
[0003]現(xiàn)有的離子或電子輔助磁控濺射沉積薄膜方法，需要在磁控濺射設(shè)備上增加離子源或電子源，通過(guò)薄膜沉積過(guò)程中，對(duì)于弱成鍵離子和成膜原子的撞擊以實(shí)現(xiàn)動(dòng)量和能力轉(zhuǎn)換，使得不穩(wěn)定離子或缺陷及雜質(zhì)粒子逃離薄膜生長(zhǎng)表面，同時(shí)增加成膜原子的移動(dòng)能力。離子或電子源的加入，不僅增加了成本和技術(shù)的復(fù)雜性，而且離子源的加入破壞了磁控濺射艙體電場(chǎng)分布，易使得薄膜中容易產(chǎn)生畸點(diǎn)。此外，現(xiàn)有的離子或電子輔助沉積薄膜方法，對(duì)于小尺寸的襯底材料，可以鍍制出厚度均勻、附著力強(qiáng)的薄膜材料，但是對(duì)于大尺寸的襯底材料，由于離子束和電子束有效束斑直徑的限制，很難制備出直徑為米量級(jí)的厚度均勻、附著力強(qiáng)的薄膜材料。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是要解決現(xiàn)有的離子或電子輔助磁控濺射沉積薄膜方法存在成本高和技術(shù)復(fù)雜，而且很難制備出大尺寸、厚度均勻、附著力強(qiáng)的薄膜材料的問(wèn)題，而提出一種大尺寸磁控濺射鍍膜的簡(jiǎn)易強(qiáng)化方法。
[0005]本發(fā)明中的一種大尺寸磁控濺射鍍膜的簡(jiǎn)易強(qiáng)化方法按以下步驟進(jìn)行:
[0006]—、將襯底材料用丙酮超聲波清洗15min-30min,再用無(wú)水乙醇清洗15min-30min,最后用去離子水清洗25min-30min后烘干，然后將襯底材料置于磁控濺射真空倉(cāng)內(nèi)的旋轉(zhuǎn)加熱臺(tái)上；通過(guò)真空泵將真空倉(cāng)內(nèi)抽成真空，當(dāng)真空倉(cāng)內(nèi)壓強(qiáng)達(dá)到1.0Χ1(Γ4-9.9Xl(T4Pa時(shí)，啟動(dòng)加熱裝置，將加熱臺(tái)加熱至25°C?1000°C，并且保溫其中旋轉(zhuǎn)加熱臺(tái)的材質(zhì)為不銹鋼，襯底材料為金屬、陶瓷或半導(dǎo)體；
[0007]二、向真空倉(cāng)內(nèi)通入Ar氣，當(dāng)倉(cāng)內(nèi)壓強(qiáng)為3Pa_5Pa時(shí)，向旋轉(zhuǎn)加熱臺(tái)施加500V-800V的負(fù)電壓，對(duì)襯底表面進(jìn)行反濺清洗10min-20min ；
[0008]三、反濺清洗完畢后，向靶材施加射頻電源啟輝，射頻功率為60W-500W，預(yù)濺射20min?50min，開(kāi)始鍍膜，鍍膜時(shí)真空倉(cāng)內(nèi)氣體壓強(qiáng)為0.lPa_2Pa，鍍膜時(shí)間為1min?90min,然后拉上擋板，接著向真空倉(cāng)內(nèi)通入O2,使用流量計(jì)將O2流量控制在4sccm_100sccm,預(yù)派射1min?30min后，調(diào)整真空倉(cāng)內(nèi)氣體壓強(qiáng)為0.lPa_2Pa,向旋轉(zhuǎn)加熱臺(tái)施加100V-400V的負(fù)電壓，然后移開(kāi)擋板，繼續(xù)向襯底表面鍍膜，鍍膜lh-3h ；
[0009]四、鍍膜完成后，依次按要求關(guān)閉射頻電源和負(fù)壓電源，關(guān)閉Ar氣閥門(mén)，質(zhì)量流量器的電源，O2氣路閥門(mén)，打開(kāi)插板閥將真空倉(cāng)內(nèi)氣體壓強(qiáng)抽至1.0X 10_4Pa-5.0X 10_4Pa ；
[0010]五、關(guān)閉剩余的所有電源，待真空倉(cāng)內(nèi)溫度降至20°C -25°C:時(shí)即制得本發(fā)明所述的高密度、低缺陷薄膜。
[0011]本發(fā)明的工作原理:本發(fā)明中磁控濺射強(qiáng)化技術(shù)是在薄膜沉積過(guò)程中，利用磁控濺射系統(tǒng)本身自生成的Ar離子，對(duì)于弱成鍵離子和成膜原子的撞擊以實(shí)現(xiàn)動(dòng)量和能力轉(zhuǎn)換，使得不穩(wěn)定離子或缺陷及雜質(zhì)粒子逃離薄膜生長(zhǎng)表面，同時(shí)增加成膜原子的移動(dòng)能力，制備出大尺寸、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、缺陷少的優(yōu)質(zhì)薄膜。
[0012]本發(fā)明包含以下優(yōu)點(diǎn):
[0013]1、由于引入Ar離子對(duì)整個(gè)旋轉(zhuǎn)加熱臺(tái)進(jìn)行轟擊，轟擊效果均勻一致，因而采用磁控濺射方法可在大尺寸襯底材料上制備出厚度均勻、附著力強(qiáng)的薄膜；
[0014]2、制備過(guò)程中由于Ar離子轟擊薄膜表面，使得不穩(wěn)定離子或缺陷及雜質(zhì)粒子逃離薄膜生長(zhǎng)表面，同時(shí)增加成膜原子的移動(dòng)能力，制備出結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，缺陷少，密度大的優(yōu)質(zhì)薄膜；
[0015]3、制備過(guò)程中由于Ar離子轟擊薄膜表面，為成膜原子的移動(dòng)提供了能量，在相同的溫度條件下，薄膜更易形成晶體結(jié)構(gòu)；
[0016]4、由于薄膜結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而引起薄膜物理性能上的變化，薄膜的折射率、硬度和彈性I吳量都有所提1?。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本發(fā)明的工作原理不意圖，其中I為成膜原子，2為Ar尚子，3為雜質(zhì)原子；
[0018]圖2是試驗(yàn)一獲得氧化釔薄膜與試驗(yàn)二獲得氧化釔薄膜的XRD圖；
[0019]圖3是試驗(yàn)一獲得氧化釔薄膜與試驗(yàn)二獲得氧化釔薄膜的折射率隨波長(zhǎng)變化曲線.
[0020]圖4是試驗(yàn)一獲得氧化釔薄膜與試驗(yàn)二獲得氧化釔薄膜的硬度和彈性模量隨施加于旋轉(zhuǎn)加熱臺(tái)的負(fù)電壓變化曲線。

【具體實(shí)施方式】
[0021]本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉【具體實(shí)施方式】，還包括各【具體實(shí)施方式】間的任意組合。
[0022]【具體實(shí)施方式】一:本實(shí)施方式中的一種大尺寸磁控濺射鍍膜的簡(jiǎn)易強(qiáng)化方法按以下步驟進(jìn)行:
[0023]—、將襯底材料用丙酮超聲波清洗15min-30min,再用無(wú)水乙醇清洗15min-30min,最后用去離子水清洗25min-30min后烘干，然后將襯底材料置于磁控濺射真空倉(cāng)內(nèi)的旋轉(zhuǎn)加熱臺(tái)上；通過(guò)真空泵將真空倉(cāng)內(nèi)抽成真空，當(dāng)真空倉(cāng)內(nèi)壓強(qiáng)達(dá)到1.0Χ1(Γ4-9.9Xl(T4Pa時(shí)，啟動(dòng)加熱裝置，將加熱臺(tái)加熱至25°C?1000°C，并且保溫30min-120min，其中旋轉(zhuǎn)加熱臺(tái)的材質(zhì)為不銹鋼，襯底材料為金屬、陶瓷或半導(dǎo)體；
[0024]二、真空倉(cāng)內(nèi)通入Ar氣，當(dāng)倉(cāng)內(nèi)壓強(qiáng)為3Pa_5Pa時(shí)，向旋轉(zhuǎn)加熱臺(tái)施加500V-800V的負(fù)電壓，對(duì)襯底表面進(jìn)行反派清洗10min-20min ；
[0025]三、反濺清洗完畢后，向靶材施加射頻電源啟輝，射頻功率為60W-500W，預(yù)濺射20min?50min，開(kāi)始鍍膜，鍍膜時(shí)真空倉(cāng)內(nèi)氣體壓強(qiáng)為0.lPa_2Pa，鍍膜時(shí)間為1min?90min,然后拉上擋板，接著向真空倉(cāng)內(nèi)通入O2,使用流量計(jì)將O2流量控制在4sccm_100sccm,預(yù)派射1min?30min后，調(diào)整真空倉(cāng)內(nèi)氣體壓強(qiáng)為0.lPa_2Pa,向旋轉(zhuǎn)加熱臺(tái)施加100V-400V的負(fù)電壓，然后移開(kāi)擋板，繼續(xù)向襯底表面鍍膜，鍍膜lh-3h ；
[0026]四、鍍膜完成后，依次按要求關(guān)閉射頻電源和負(fù)壓電源，關(guān)閉紅氣閥門(mén)，質(zhì)量流量器的電源，O2氣路閥門(mén)，打開(kāi)插板閥將真空倉(cāng)內(nèi)氣體壓強(qiáng)抽至1.0X 10_4Pa-5.0X 10_4Pa ；
[0027]五、關(guān)閉剩余的所有電源，待真空倉(cāng)內(nèi)溫度降至20°C -25°C:時(shí)即制得本發(fā)明所述的高密度、低缺陷薄膜。
[0028]本發(fā)明的工作原理:本發(fā)明中磁控濺射強(qiáng)化技術(shù)是在薄膜沉積過(guò)程中，利用磁控濺射系統(tǒng)本身自生成的Ar離子，對(duì)于弱成鍵離子和成膜原子的撞擊以實(shí)現(xiàn)動(dòng)量和能力轉(zhuǎn)換，使得不穩(wěn)定離子或缺陷及雜質(zhì)粒子逃離薄膜生長(zhǎng)表面，同時(shí)增加成膜原子的移動(dòng)能力，制備出大尺寸、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、缺陷少的優(yōu)質(zhì)薄膜。
[0029]本發(fā)明包含以下優(yōu)點(diǎn):
[0030]1、由于引入Ar離子對(duì)整個(gè)旋轉(zhuǎn)加熱臺(tái)進(jìn)行轟擊，轟擊效果均勻一致，因而采用磁控濺射方法可在大尺寸襯底材料上制備出厚度均勻、附著力強(qiáng)的薄膜；
[0031]2、制備過(guò)程中由于Ar離子轟擊薄膜表面，使得不穩(wěn)定離子或缺陷及雜質(zhì)粒子逃離薄膜生長(zhǎng)表面，同時(shí)增加成膜原子的移動(dòng)能力，制備出結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，缺陷少，密度大的優(yōu)質(zhì)薄膜；
[0032]3、制備過(guò)程中由于Ar離子轟擊薄膜表面，為成膜原子的移動(dòng)提供了能量，在相同的溫度條件下，薄膜更易形成晶體結(jié)構(gòu)；
[0033]4、由于薄膜結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而引起薄膜物理性能上的變化，薄膜的折射率、硬度和彈性|旲量都有所提聞。
[0034]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是步驟一中襯底材料用丙酮超聲波清洗20min-25min,再用無(wú)水乙醇清洗25min-25min,最后用去離子水清洗26min-28min后烘干。其它步驟及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0035]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是步驟一中將襯底材料用丙酮超聲波清洗24min，再用無(wú)水乙醇清洗24min，最后用去離子水清洗27min后烘干。其它步驟及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0036]【具體實(shí)施方式】四:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至三之一不同的是步驟一中當(dāng)真空倉(cāng)內(nèi)壓強(qiáng)達(dá)到2.0X10_4Pa-8.0X10_4Pa時(shí)，啟動(dòng)加熱裝置，將加熱臺(tái)加熱至100°C?800°C，并且保溫45min-90min。其它步驟及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一至三之一相同。
[0037]【具體實(shí)施方式】五:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至三之一不同的是步驟一中當(dāng)真空倉(cāng)內(nèi)壓強(qiáng)達(dá)到5.0父10、3時(shí)，啟動(dòng)加熱裝置，將加熱臺(tái)加熱至3001:，并且保溫601^11。其它步驟及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一至三之一相同。
[0038]【具體實(shí)施方式】六:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至五之一不同的是步驟二中當(dāng)倉(cāng)內(nèi)壓強(qiáng)為3.5Pa-4.5Pa時(shí)，向旋轉(zhuǎn)加熱臺(tái)施加600V-700V的負(fù)電壓，對(duì)襯底表面進(jìn)行反濺清洗12min?18min。其它步驟及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一至五之一相同。
[0039]【具體實(shí)施方式】七:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至五之一不同的是步驟二中當(dāng)倉(cāng)內(nèi)壓強(qiáng)為4Pa時(shí)，向旋轉(zhuǎn)加熱臺(tái)施加650V的負(fù)電壓，對(duì)襯底表面進(jìn)行反濺清洗15min。其它步驟及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一至五之一相同。
[0040]【具體實(shí)施方式】八:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至七之一不同的是步驟三中射頻功率為100W-400W，預(yù)濺射30min-40min，開(kāi)始鍍膜，鍍膜時(shí)真空倉(cāng)內(nèi)氣體壓強(qiáng)為IPa-l.6Pa，鍍膜時(shí)間為30min?70min。其它步驟及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一至七之一相同。
[0041]【具體實(shí)施方式】九:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至七之一不同的是步驟三中射頻功率為200W，預(yù)濺射35min，開(kāi)始鍍膜，鍍膜時(shí)真空倉(cāng)內(nèi)氣體壓強(qiáng)為1.2Pa鍍膜時(shí)間為50min。其它步驟及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一至七之一相同。
[0042]【具體實(shí)施方式】十:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至九之一不同的是步驟三中使用流量計(jì)將O2流量控制在10sccm-90sccm,預(yù)派射15min_25min后,調(diào)整真空倉(cāng)內(nèi)氣體壓強(qiáng)IPa-l.6Pa，向旋轉(zhuǎn)加熱臺(tái)施加150V?300V的負(fù)電壓。其它步驟及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一至九之一相同。
[0043]為了驗(yàn)證本發(fā)明的有益效果，進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn):
[0044]實(shí)驗(yàn)一:一種大尺寸磁控濺射鍍膜的簡(jiǎn)易強(qiáng)化方法按以下步驟進(jìn)行:
[0045]一、將直徑為8英寸的單面拋光P型單晶硅片用丙酮超聲波清洗24min，再用無(wú)水乙醇清洗24min，最后用去離子水清洗28min后烘干，然后將襯底材料置于磁控濺射真空倉(cāng)內(nèi)的旋轉(zhuǎn)加熱臺(tái)上；通過(guò)真空泵將真空倉(cāng)內(nèi)抽成真空，當(dāng)真空倉(cāng)內(nèi)壓強(qiáng)達(dá)到5.0Χ1(Γ4時(shí)，啟動(dòng)加熱裝置，將加熱臺(tái)加熱至200°C，并且保溫60min ；
[0046]二、向真空倉(cāng)內(nèi)通入Ar氣，當(dāng)倉(cāng)內(nèi)壓強(qiáng)為4Pa時(shí)，向旋轉(zhuǎn)加熱臺(tái)施加650V的負(fù)電壓，對(duì)襯底表面進(jìn)行反濺清洗15min ；
[0047]三、反濺清洗完畢后，向靶材施加射頻電源啟輝，射頻功率為300W，預(yù)濺射20min，開(kāi)始鍍膜，鍍膜時(shí)真空倉(cāng)內(nèi)氣體壓強(qiáng)為1.2Pa，鍍膜時(shí)間為30min，然后拉上擋板，接著向真空倉(cāng)內(nèi)通入O2,使用流量計(jì)將O2流量控制為4sccm,預(yù)派射1min?30min后,調(diào)整真空倉(cāng)內(nèi)氣體壓強(qiáng)為1.2Pa，向旋轉(zhuǎn)加熱臺(tái)施加160V的負(fù)電壓，然后移開(kāi)擋板，繼續(xù)向襯底表面鍍膜，鍍膜2h;
[0048]四、鍍膜完成后，依次按要求關(guān)閉射頻電源和負(fù)壓電源，關(guān)閉Ar氣閥門(mén)，質(zhì)量流量器的電源，O2氣路閥門(mén)，打開(kāi)插板閥將真空倉(cāng)內(nèi)氣體壓強(qiáng)抽4.0X 10_4Pa ；
[0049]五、關(guān)閉剩余的所有電源，待真空倉(cāng)內(nèi)溫度降至24°C時(shí)，即制得本發(fā)明所述的高密度、低缺陷薄膜。
[0050]實(shí)驗(yàn)二:一種大尺寸磁控濺射鍍膜的簡(jiǎn)易強(qiáng)化方法按以下步驟進(jìn)行:
[0051]一、將直徑為8英寸的單面拋光P型單晶硅片用丙酮超聲波清洗24min，再用無(wú)水乙醇清洗24min，最后用去離子水清洗28min后烘干，然后將襯底材料置于磁控濺射真空倉(cāng)內(nèi)的旋轉(zhuǎn)加熱臺(tái)上；通過(guò)真空泵將真空倉(cāng)內(nèi)抽成真空，當(dāng)真空倉(cāng)內(nèi)壓強(qiáng)達(dá)到5.0Χ1(Γ4時(shí)，啟動(dòng)加熱裝置，將加熱臺(tái)加熱至200°C，并且保溫60min ；；
[0052]二、向真空倉(cāng)內(nèi)通入Ar氣，當(dāng)倉(cāng)內(nèi)壓強(qiáng)為4Pa時(shí)，向旋轉(zhuǎn)加熱臺(tái)施加650V的負(fù)電壓，對(duì)襯底表面進(jìn)行反濺清洗15min ；
[0053]三、反派清洗完畢后，向規(guī)格為<t49mmX3mm的金屬乾祀材施加射頻電源啟輝,射頻功率為300W，預(yù)濺射20min，開(kāi)始鍍膜，鍍膜時(shí)真空倉(cāng)內(nèi)氣體壓強(qiáng)為1.2Pa，鍍膜時(shí)間為30min，然后拉上擋板，接著向真空倉(cāng)內(nèi)通入O2，使用流量計(jì)將O2流量控制為4sCCm，預(yù)濺射1min?30min后，調(diào)整真空倉(cāng)內(nèi)氣體壓強(qiáng)為1.2Pa，向旋轉(zhuǎn)加熱臺(tái)施加160V的負(fù)電壓，然后移開(kāi)擋板，繼續(xù)向襯底表面鍍膜，鍍膜2h ；
[0054]四、鍍膜完成后，依次按要求關(guān)閉射頻電源和負(fù)壓電源，關(guān)閉Ar氣閥門(mén)，質(zhì)量流量器的電源，O2氣路閥門(mén)，打開(kāi)插板閥將真空倉(cāng)內(nèi)氣體壓強(qiáng)抽4.0X 10_4Pa ；
[0055]五、關(guān)閉剩余的所有電源，待真空倉(cāng)內(nèi)溫度降至24°C時(shí)，即制得本發(fā)明所述的高密度、低缺陷薄膜。
[0056]將實(shí)驗(yàn)一和實(shí)驗(yàn)二制備的氧化釔薄膜分別作XPD、折射率、硬度和彈性模量檢測(cè)。
[0057]圖2是試驗(yàn)一獲得氧化釔薄膜與試驗(yàn)二獲得氧化釔薄膜的XRD圖，圖3是實(shí)驗(yàn)一獲得氧化釔薄膜與實(shí)驗(yàn)二獲得氧化釔薄膜的折射率隨波長(zhǎng)變化曲線，其中-.-為實(shí)驗(yàn)一獲得氧化釔薄膜的折射率隨波長(zhǎng)變化曲線，-■-為實(shí)驗(yàn)二獲得氧化釔薄膜的折射率隨波長(zhǎng)變化曲線，圖4是實(shí)驗(yàn)一獲得氧化釔薄膜與實(shí)驗(yàn)二獲得氧化釔薄膜的硬度和彈性模量隨施加于旋轉(zhuǎn)加熱臺(tái)的負(fù)電壓變化曲線，其中數(shù)據(jù)點(diǎn)?為負(fù)電壓分別為OV和160V對(duì)應(yīng)的硬度值，數(shù)據(jù)點(diǎn)■為負(fù)電壓分別為OV和160V對(duì)應(yīng)的彈性模量值。由圖2可以看出在溫度為200°C條件下，向旋轉(zhuǎn)加熱臺(tái)分別施加例和-160V電壓，在不施加負(fù)電壓時(shí)，制備的氧化釔薄膜基本上是非晶的，在施加-160V電壓時(shí)，制備的氧化釔薄膜是多晶的，Ar離子的轟擊改變了薄膜的結(jié)晶狀態(tài)。由圖3可以看出在溫度為200°C條件下，施加-160V電壓制備的的氧化釔薄膜的折射率要高于不施加負(fù)電壓制備的的氧化釔薄膜的折射率。由圖4可以看出在溫度為200°C條件下，施加-160V電壓制備的的氧化釔薄膜的硬度和彈性模量要高于不施加負(fù)電壓制備的的氧化釔薄膜的硬度和彈性模量，Ar離子的轟擊改變了薄膜物理性能。
【權(quán)利要求】
1.一種大尺寸磁控濺射鍍膜的簡(jiǎn)易強(qiáng)化方法，其特征在于它是通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)的: 一、將襯底材料用丙酮超聲波清洗15min-30min,再用無(wú)水乙醇清洗15min-30min,最后用去離子水清洗25min-30min后烘干，然后將襯底材料置于磁控濺射真空倉(cāng)內(nèi)的旋轉(zhuǎn)加熱臺(tái)上；通過(guò)真空泵將真空倉(cāng)內(nèi)抽成真空，當(dāng)真空倉(cāng)內(nèi)壓強(qiáng)達(dá)到1.0X 1(Γ4-9.9X KT4Pa時(shí)，啟動(dòng)加熱裝置，將加熱臺(tái)加熱至25°C?1000°C，并且保溫30min-120min，其中旋轉(zhuǎn)加熱臺(tái)的材質(zhì)為不銹鋼，襯底材料為金屬、陶瓷或半導(dǎo)體； 二、向真空倉(cāng)內(nèi)通入Ar氣，當(dāng)倉(cāng)內(nèi)壓強(qiáng)為3Pa-5Pa時(shí)，向旋轉(zhuǎn)加熱臺(tái)施加500V-800V的負(fù)電壓，對(duì)襯底表面進(jìn)行反派清洗10min-20min ； 三、反濺清洗完畢后，向靶材施加射頻電源啟輝，射頻功率為60W-500W，預(yù)濺射20min?50min，開(kāi)始鍍膜，鍍膜時(shí)真空倉(cāng)內(nèi)氣體壓強(qiáng)為0.lPa_2Pa，鍍膜時(shí)間為1min?90min,然后拉上擋板，接著向真空倉(cāng)內(nèi)通入O2,使用流量計(jì)將O2流量控制在4sccm_100sccm,預(yù)派射1min?30min后，調(diào)整真空倉(cāng)內(nèi)氣體壓強(qiáng)為0.lPa_2Pa,向旋轉(zhuǎn)加熱臺(tái)施加100V-400V的負(fù)電壓，然后移開(kāi)擋板，繼續(xù)向襯底表面鍍膜，鍍膜lh-3h ； 四、鍍膜完成后，依次按要求關(guān)閉射頻電源和負(fù)壓電源，關(guān)閉Ar氣閥門(mén)，質(zhì)量流量器的電源，O2氣路閥門(mén)，打開(kāi)插板閥將真空倉(cāng)內(nèi)氣體壓強(qiáng)抽至1.0X 10_4Pa-5.0X 10_4Pa ； 五、關(guān)閉剩余的所有電源，待真空倉(cāng)內(nèi)溫度降至20°C-25V:時(shí)即制得本發(fā)明所述的高密度、低缺陷薄膜。
2.如權(quán)利要求1所述的一種大尺寸磁控濺射鍍膜的簡(jiǎn)易強(qiáng)化方法，其特征在于步驟一中將襯底材料用丙酮超聲波清洗20min?25min,再用無(wú)水乙醇清洗20min?25min,最后用去離子水清洗26min?28min后烘干。
3.如權(quán)利要求1所述的一種大尺寸磁控濺射鍍膜的簡(jiǎn)易強(qiáng)化方法，其特征在于步驟一中將襯底材料用丙酮超聲波清洗24min，再用無(wú)水乙醇清洗24min，最后用去離子水清洗27min后烘干。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的一種大尺寸磁控濺射鍍膜的簡(jiǎn)易強(qiáng)化方法，其特征在于步驟一中當(dāng)真空倉(cāng)內(nèi)壓強(qiáng)達(dá)到2.0X10_4-8.0X10_4Pa時(shí)，啟動(dòng)加熱裝置，將加熱臺(tái)加熱至100°C -800°C，并且保溫45min?90min。
5.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的一種大尺寸磁控濺射鍍膜的簡(jiǎn)易強(qiáng)化方法，其特征在于步驟一中當(dāng)真空倉(cāng)內(nèi)壓強(qiáng)達(dá)到5.0XKT4Pa時(shí)，啟動(dòng)加熱裝置，將加熱臺(tái)加熱至300°C，并且保溫60min。
6.如權(quán)利要求4所述的一種大尺寸磁控濺射鍍膜的簡(jiǎn)易強(qiáng)化方法，其特征在于步驟二中當(dāng)倉(cāng)內(nèi)壓強(qiáng)為3.5Pa-4.5Pa時(shí)，向旋轉(zhuǎn)加熱臺(tái)施加600V-700V的負(fù)電壓，對(duì)襯底表面進(jìn)行反派清洗12min?18min。
7.如權(quán)利要求4所述的一種大尺寸磁控濺射鍍膜的簡(jiǎn)易強(qiáng)化方法，其特征在于步驟二中當(dāng)倉(cāng)內(nèi)壓強(qiáng)為4Pa時(shí)，向旋轉(zhuǎn)加熱臺(tái)施加650V的負(fù)電壓，對(duì)襯底表面進(jìn)行反濺清洗。
8.如權(quán)利要求6所述的一種大尺寸磁控濺射鍍膜的簡(jiǎn)易強(qiáng)化方法，其特征在于步驟三中射頻功率為100W-400W，預(yù)濺射30min-40min，開(kāi)始鍍膜，鍍膜時(shí)真空倉(cāng)內(nèi)氣體壓強(qiáng)為lPa-6Pa，鍍膜時(shí)間為 30min ?70min。
9.如權(quán)利要求6所述的一種大尺寸磁控濺射鍍膜的簡(jiǎn)易強(qiáng)化方法，其特征在于步驟三中射頻功率為200W，預(yù)濺射35min，開(kāi)始鍍膜，鍍膜時(shí)真空倉(cāng)內(nèi)氣體壓強(qiáng)為1.2Pa，鍍膜時(shí)間 50min。
10.如權(quán)利要求8所述的一種大尺寸磁控濺射鍍膜的簡(jiǎn)易強(qiáng)化方法，其特征在于步驟三中使用流量計(jì)將O2流量控制在10SCCm-90SCCm預(yù)濺射后，調(diào)整真空倉(cāng)內(nèi)氣體壓強(qiáng)為IPa-l.6Pa，向旋轉(zhuǎn)加熱臺(tái)施加150V-300V的負(fù)電壓。
【文檔編號(hào)】C23C14/48GK104451569SQ201310429212
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月17日
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