[发明专利]制备Mn掺杂β-FeSi2薄膜的工艺方法

权利要求书

1.一种制备Mn掺杂β-FeSi₂薄膜的工艺方法，其特征在于：它包括以下过程：第一，清洗Si片；第二，采用磁控溅射方法，在Si片衬底上沉积Mn/Fe或Fe/Mn双层膜，或Fe/Mn/Fe多层膜，通过控制各层溅射速率和膜层厚度来控制Mn的含量，使Mn取代Fe含量在1％-5％之间；第三，将磁控溅射沉积的Mn/Fe或Fe/Mn双层膜或Fe/Mn/Fe多层膜在真空退火炉中退火，获得Mn掺杂的β-FeSi₂薄膜。

2.根据权利要求1所述的制备Mn掺杂β-FeSi₂薄膜的工艺方法，其特征在于：在第一过程中，先将Si片用丙酮、酒精和去离子水各超声清洗10分钟，在1:50的HF中浸泡30秒--1分钟，去离子水冲洗后，用N₂气吹干，放入溅射仪进样室，反溅8--10分钟进一步清洁Si片；清洁后的Si片通过磁力传送杆送入溅射室，抽预备真空至2×10^-5Pa。

3.根据权利要求1所述的制备Mn掺杂β-FeSi₂薄膜的工艺方法，其特征在于：在第二过程中，Fe膜采用直流磁控溅射方法，工作气体为Ar气，溅射过程中保持溅射气压1.5--2.5Pa，Ar气流量10-25SCCM，溅射功率70--200W，基片偏压-50V。

4.根据权利要求1所述的制备Mn掺杂β-FeSi₂薄膜的工艺方法，其特征在于：在第二过程中，Mn膜采用射频磁控溅射方法，保持溅射气压为1.0-2.5Pa，Ar气流量10-25SCCM，溅射功率80-120W，基片偏压-50V。

5.根据权利要求1所述的制备Mn掺杂β-FeSi₂薄膜的工艺方法，其特征在于：在第三过程中，将溅射沉积的Mn/Fe或Fe/Mn双层膜或Fe/Mn/Fe多层膜样品置于加盖钼盒中，钼盒放进真空退火炉中石英管内均温区，抽预备真空至4.0×10^-4Pa开始升温，温度升至870-910℃，保温12-60小时，然后自然冷却至室温，在整个退火过程中真空度优于2.0×10^-3Pa，退火后获得Mn掺杂β-FeSi₂薄膜。

6.根据权利要求1所述的制备Mn掺杂β-FeSi₂薄膜的工艺方法，其特征在于：Mn膜厚度为5-10nm。