[发明专利]一种磁控溅射沉积铁膜和氧化铁膜的方法

说明书

本发明公开了一种磁控溅射沉积铁膜和氧化铁膜的方法，通过在靶枪和铁靶中间安插一定厚度的非铁磁性的金属圆片，如铝圆片、铜圆片等，来降低铁靶的磁屏蔽效应，从而可成功地溅射沉积铁膜及氧化铁膜。本发明方法操作简单，制得的铁膜及氧化铁膜致密，且均匀性好，与基底的结合力好，制得的铁膜具有较好的铁电特性。

技术领域

本发明属于溅射镀膜技术领域，具体涉及一种用磁控溅射制备铁膜及氧化铁膜的方法。

背景技术

磁控溅射技术可制备装饰薄膜、硬质薄膜、耐腐蚀摩擦薄膜、超导薄膜、磁性薄膜、光学薄膜，以及各种具有特殊功能的薄膜，是一种十分有效的薄膜沉积方法，在各个工业领域应用非常广泛。磁控溅射所得到的薄膜附着力强。磁控溅射的基本原理即是以磁场改变电子运动方向,束缚和延长电子的运动轨迹,提高了电子对工作气体的电离率和有效利用了电子的能量,使正离子对靶材轰击引起的靶材溅射更有效。但对于铁这种靶材而言，用常规磁控溅射方法难以沉积铁膜及氧化铁膜。这是由于其铁具有高导磁性,大部分磁场从铁靶材内部通过,严重的磁屏蔽使铁靶材表面的磁场过小,将导致无法进行磁控溅射沉积铁膜及氧化铁膜。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于解决上述磁控溅射制备铁膜和氧化铁膜所存在的铁靶磁屏蔽问题，提出在靶枪和铁靶中间安插一定厚度的非磁性的材料，来降低铁靶的磁屏蔽效应，从而可成功地溅射沉积铁膜及氧化铁膜。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：在靶枪和铁靶之间放一个非铁磁性的金属圆片，采用磁控溅射在玻璃衬底上沉积一层铁膜或氧化铁膜。

上述非铁磁性的金属圆片具体可以是铝圆片、铜圆片等，其厚度为3～5mm，直径与铁靶相同。

采用本发明方法磁控溅射沉积铁膜的具体操作过程为：将清洗干净的玻璃衬底装在磁控溅射设备的样品夹具上，将非铁磁性的金属圆片放在靶枪上面，接着将铁靶放在非铁磁性的金属圆片上，关上磁控溅射设备的真空室盖子，用机械泵和分子泵将沉积室抽真空至5.0×10^-4～7.0×10^-4Pa，接着打开氩气通气阀，并打开质量流量计，控制氩气流速为25.0～30.0sccm，先调节沉积室压强至1.5～2.0Pa、溅射功率为28～30W启辉，再调节沉积室压强至0.5～0.6Pa、溅射功率至110～115W，预溅射1～2分钟以除去铁靶表面的污染，接着打开挡板开始沉积，沉积结束后自然冷却至室温，即得到铁膜。

采用本发明方法磁控溅射沉积氧化铁膜的具体操作过程为：将清洗干净的玻璃衬底装在磁控溅射设备的样品夹具上，将非铁磁性的金属圆片放在靶枪上面，接着将铁靶放在非铁磁性的金属圆片上，关上磁控溅射设备的真空室盖子，用机械泵和分子泵将沉积室抽真空至5.0×10^-4～7.0×10^-4Pa，接着打开氩气通气阀和氧气通气阀，并打开质量流量计，控制氧气流速为10.0～15.0sccm、氩气流速为15.0～20.0sccm，并控制氩气和氧气的总流速为25.0～30.0sccm，先调节沉积室压强至1.5～2.0Pa、溅射功率为28～30W启辉，再调节沉积室压强至0.5～0.6Pa、溅射功率至110～115W，预溅射1～2分钟以除去铁靶表面的污染，接着打开挡板开始沉积，沉积结束后自然冷却至室温，即得到氧化铁膜。

本发明的有益效果如下：

本发明通过在靶枪和铁靶中间安插一定厚度的非铁磁性的金属圆片，来降低铁靶的磁屏蔽效应，从而可成功地溅射沉积铁膜及氧化铁膜。本发明方法操作简单，制得的铁膜及氧化铁膜致密，且均匀性好，制得的铁膜具有较好的铁电特性。

附图说明

图1是实施例1所沉积的铁膜的X射线衍射图谱。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明的保护范围不仅限于这些实施例。

实施例1