[发明专利]一种具有立方磷化钍单相结构的氮化铪膜及其制备方法

权利要求书

1.一种具有立方磷化钍单相结构的氮化铪膜，其特征在于：

所述的氮化铪膜完全由立方磷化钍相构成，不含有其他的相，按各成分的原子数百分含量，膜的氮含量的范围为57.1％-61.5％，铪含量对应的范围为42.9％-38.5％，膜具有的压应力为2.0-4.0GPa，其通过制备过程中氩离子轰击实现。

2.如权利要求1所述的一种具有立方磷化钍单相结构的氮化铪膜的制备方法，其特征在于：

采用射频反应溅射法，以高纯Hf为靶源，Ar和N₂作为放电气体，在单晶Si基底和光学玻璃上沉积氮化铪薄膜，射频功率为100-200W，溅射总压强为0.5-1.5Pa，沉积温度为100-300℃，靶基距为50-60mm，真空度为6×10^-4-1×10^-5Pa，氮气流速比，即氮气流速/(氮气流速+氩气流速)为50％-80％；膜制备过程中引入氩离子轰击，样品托盘上施加负电压的范围为-70～-90V。

3.如权利要求2所述的一种具有立方磷化钍单相结构的氮化铪膜的制备方法，其特征在于：

所述射频功率为150W，溅射总压强为1.0Pa，沉积温度为200度，靶基距为55mm，真空度为4×10^-4Pa，氮气流速比为50％；膜生长过程中引入氩离子轰击，样品托盘上施加负电压的范围为-80V，沉积时间为180min；在被引入溅射真空室之前，衬底分别经过丙酮、乙醇和蒸馏水超声清洗。

4.如权利要求2所述的一种具有立方磷化钍单相结构的氮化铪膜的制备方法，其特征在于：

所述射频功率为150W，溅射总压强为1.0Pa，沉积温度为200度，靶基距为55mm，真空度为4×10^-4Pa，氮气流速比为80％，膜生长过程中引入氩离子轰击，样品托盘上施加负电压的范围为-80V，沉积时间为180min，在被引入溅射真空室之前、衬底分别经过丙酮、乙醇和蒸馏水超声清洗。

5.如权利要求2所述的一种具有立方磷化钍单相结构的氮化铪膜的制备方法，其特征在于：

所述射频功率为150W，溅射总压强为1.0Pa，沉积温度为200度，靶基距为55mm，真空度为4×10^-4Pa，氮气流速比为80％，膜生长过程中引入氩离子轰击，样品托盘上施加的负电压为-70V，沉积时间为180min，在被引入溅射真空室之前，衬底分别经过丙酮、乙醇和蒸馏水超声清洗。

6.如权利要求2所述的一种具有立方磷化钍单相结构的氮化铪膜的制备方法，其特征在于：

所述射频功率为150W，溅射总压强为1.0Pa，沉积温度为200度，靶基距为55mm，真空度为4×10^-4Pa，氮气流速比为50％，膜生长过程中引入氩离子轰击，样品托盘上施加的负电压为-90V，沉积时间为180min，在被引入溅射真空室之前，衬底分别经过丙酮、乙醇和蒸馏水超声清洗。

7.如权利要求2所述的一种具有立方磷化钍单相结构的氮化铪膜的制备方法，其特征在于：

所述射频功率为100W，溅射总压强为0.5Pa，沉积温度为100度，靶基距为50mm，真空度为6×10^-4Pa，氮气流速比为65％，膜生长过程中引入氩离子轰击，样品托盘上施加的负电压为-80V，沉积时间为180min，在被引入溅射真空室之前，衬底分别经过丙酮、乙醇和蒸馏水超声清洗。

8.如权利要求2所述的一种具有立方磷化钍单相结构的氮化铪膜的制备方法，其特征在于：

所述射频功率为200W，溅射总压强为1.5Pa，沉积温度为300度，靶基距为60mm，真空度为1×10^-5Pa，氮气流速比为65％，膜生长过程中引入氩离子轰击，样品托盘上施加的负电压为-80V，沉积时间为180min，在被引入溅射真空室之前，衬底分别经过丙酮、乙醇和蒸馏水超声清洗。