[发明专利]一种多元金属掺杂无氢类金刚石碳膜的制备方法

权利要求书

1.一种多元金属掺杂无氢类金刚石薄膜的沉积制备方法，，其特征在于：采用多元金属镶嵌靶，该镶嵌靶在溅射区3内，使用镶嵌块2均匀镶嵌于基础靶材1上构成，该方法依次包括以下步骤： 

a、根据需求准备不同组成的金属镶嵌靶以及高纯度石墨靶，并安装在旋转水冷靶台上； 

b、将待处理表面进行洁净处理后固定于设备真空室的样品台上； 

c、将真空室抽真空至本底真空，持续通入反应气体，气体通入过程中真空室气压保持稳定在一定范围； 

d、开启工件转盘，开启离子源和辅助源，溅射清除靶材及待处理表面污染物后开始沉积多元金属掺杂无氢类金刚石薄膜； 

e、关闭工件转盘，等待温度充分降低之后取出样品。 

2.根据权利要求1所述的多元金属掺杂无氢类金刚石薄膜的制备方法，其特征在于所述镶嵌块或和基础靶材均由金属粉末压制而成，材料为钨(W)、钼(Mo)、铁(Fe)、铬(Cr)、钛(Ti)、银(Ag)、铜(Cu)、锆(Zr)、铝(Al)中的任何一种金属。 

3.根据权利要求1所述的多元金属掺杂无氢类金刚石薄膜的制备方法，其特征在于所述镶嵌靶由镶嵌块镶嵌于基础靶材构成，靶材溅射区域内，镶嵌块均匀分布于基础靶材上且两种材料溅射面积相等，镶嵌块可以是一种或多种镶嵌块均匀分布在基础靶材镶嵌区。 

4.根据权利要求1所述的多元金属掺杂无氢类金刚石薄膜的制备方法，其特征在于所述石墨靶为纯度大于99.97％的高纯度石墨靶。 

5.根据权利要求1所述的多元金属掺杂无氢类金刚石薄膜的制备方法，其特征在于所述待处理表面洁净处理过程包括对表面进行抛光处理、利用去离子水超声波清洗干净和烘干处理。

6.根据权利要求1所述的多元金属掺杂无氢类金刚石薄膜的制备方法，其特征在于所述本底真空为2×10^-4Pa，反应气体可以为氩气(Ar)、氦气(He)、氖气(Ne)、氪气(Kr)中的任何一种气体或几种气体的混合气体，持续通入气体过程中，真空室压强范围为1.2×10^-2～1.5×10^-2Pa之间。 

7.根据权利要求1所述的多元金属掺杂无氢类金刚石薄膜的制备方法，其特征在于所述溅射离子源为Kaufman型离子源，屏极电压调整范围为2.0～3.5KV，离子束流20～100mA，工作时间为60min～180min，沉积过程中溅射源离子束对双靶同时进行溅射沉积。 

8.根据权利要求1所述的多元金属掺杂无氢类金刚石薄膜的制备方法，其特征在于所述离子源溅射沉积过程中辅助源辅助轰击进行薄膜制备，辅助源为Kaufman型离子源，辅助源电压调节范围为0.2～0.8KV，束流密度为20～100mA 。

9.根据权利要求1所述的多元金属掺杂无氢类金刚石薄膜的制备方法，其特征在于所述充分冷却即温度接近室温。