[发明专利]一种自支撑碳基电容器靶及其制备方法

权利要求书

1.一种自支撑碳基电容器靶，其特点在于，所述碳基电容器靶由两层碳材料组成，其中厚碳层厚度为1-2μm，是一种非晶结构碳，称为α-C膜；薄碳层厚度为50-100nm，是一种类金刚石结构碳，称为DLC膜。

2.根据权利要求1所述的自支撑碳基电容器靶，其特点在于，所述碳基电容器靶是通过对α-C膜表面结构化处理成骨架结构，由该骨架结构支撑DLC膜组成。

3.一种如权利要求1或2所述的自支撑碳基电容器靶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、利用直流磁控溅射技术在硅基底上制备一层Cr膜，再制备一层铜膜作为牺牲层，以此为衬底，制备微米厚度的α-C膜，利用光刻工艺、射频磁控溅射工艺、氧等离子体刻蚀工艺、湿法刻蚀工艺在α-C膜表面制备出线宽2μm、深度100nm±10nm的结构图形，得到有表面结构的α-C膜；

步骤二、利用脉冲激光沉积技术在50μm的抛光铜箔上制备厚度50-100nm厚度的DLC膜；

步骤三、把DLC膜漂浮到FeCl₃溶液中，熔去抛光铜箔，然后把DLC膜转移至去离子水中清洗后，再次转移到干净的去离子水中清洗；用有表面结构的α-C膜去捞漂浮在水面的DLC膜，然后再把其漂浮到FeCl₃溶液中，待铜牺牲层溶解，得到漂浮在液面上的碳基双层膜；把碳基双层膜转移至去离子水中清洗，再次转移至去离子水中清洗；

步骤四、用带有直径为1mm圆孔的靶架捞出碳基双层膜，待碳基双层膜和靶架上的水自然挥发干，得到作为物理实验用的自支撑碳基电容器靶。

4.根据权利要求3 所述的碳基电容器靶的制备方法，其特征在于，步骤一中，Cr膜采用直流磁控溅射技术制备，其溅射参数为：3寸靶的纯度优于99.9%，背底真空优于4.0×10^-4Pa，溅射功率为20~100W，厚度为15nm±5nm。

5.根据权利要求3 所述的碳基电容器靶的制备方法，其特征在于，步骤一中，铜膜采用直流磁控溅射技术制备，其溅射参数为：3寸靶的纯度优于99.9%，背底真空优于4.0×10^-4Pa，溅射功率为20~100W，厚度为100nm±20nm。

6.根据权利要求3 所述的碳基电容器靶的制备方法，其特征在于，步骤一中，α-C膜采用直流磁控溅射方法制备，其溅射参数为：3寸靶的纯度优于99.999%，背底真空优于4.0×10^-5Pa，溅射功率为100W±10W，厚度为1100nm±100nm。

7.根据权利要求3 所述的碳基电容器靶的制备方法，其特征在于，步骤一中，采用光刻工艺在α-C膜表面形成光刻胶图形，即形成凹凸表面；

在光刻工艺后，采用射频磁控溅射工艺在凹凸表面制备SiO₂膜，去除光刻胶，形成SiO₂膜凹凸表面；

采用氧等离子体刻蚀工艺刻蚀SiO₂膜凹凸表面裸露的α-C膜，刻蚀后，SiO₂膜保持不变；

采用湿法刻蚀工艺去除SiO₂膜，即可获得有表面结构的α-C膜。

8.根据权利要求7所述的碳基电容器靶的制备方法，其特征在于，所述射频磁控溅射工艺的参数为：3寸靶的纯度优于99.9%，背底真空优于4.0×10^-5Pa，射频功率为80W；SiO₂膜厚度为500nm；

所述氧等离子刻蚀工艺采用电感耦合等离子体刻蚀工艺，其参数为：射频偏压功率为50~100W、电感耦合射频源功率为1500~3000W；He气流量为30~50sccm；氧气流量为20~40sccm；工作压强为4~10mtorr；刻蚀深度为100nm±10nm；

所述湿法刻蚀工艺的参数为：样品在5~10wt%的氢氧化钠溶液中浸泡3~5小时，SiO₂膜溶解，α-C膜不发生反应。