[发明专利]对向靶反应溅射外延Fe4N薄膜的制备方法

摘要

本发明涉及对向靶反应溅射外延Fe4N薄膜的制备方法；在镀膜机对向的靶头上安装一对纯度为99.99％的Fe靶，将基底安装在对向靶连线的中垂线上，基片与对向靶的两个Fe靶连线的垂直距离为4cm；开启对向靶磁控溅射，溅射室的背底真空度为8×10-6Pa；向真空室通入纯度为99.999％的溅射气体Ar和N2，开启溅射电源，在一对Fe靶上施加0.05A的电流和1175V的直流电压，预溅射10分钟，通过调节基底温控电源，使基底温度以5K/min的速度降低到450℃，溅射结束后，使样品以3K/min的速度降低到室温。与常用制备外延Fe4N薄膜的分子束外延法相比，靶材选择简单，采用Fe靶作为靶材来制备外延Fe4N薄膜，从工业上更为容易获得。

主权项

对向靶反应溅射外延Fe4N薄膜的制备方法，其特征是方法如下：1)在镀膜机对向的靶头上安装一对纯度为99.99％的Fe靶，一头作为磁力线的N极，另一头为S极；2)将基底安装在对向靶连线的中垂线上，基片与对向靶的两个Fe靶连线的垂直距离为4cm；3)开启对向靶磁控溅射设备，启动一级机械泵和二级分子泵抽真空，直至溅射室的背底真空度为8×10 6Pa；4)向真空室通入纯度为99.999％的溅射气体Ar和N2，其中Ar为100sccm，N2气为20sccm，通过调节超高真空闸板阀的开启程度，将溅射室的真空度保持在1Pa，并稳定5分钟；5)开启溅射电源，在一对Fe靶上施加0.05A的电流和1175V的直流电压，预溅射10分钟，等溅射电流和电压稳定；6)通过调节基底温控电源，使基底温度以5K/min的速度降低到450℃，打开Fe靶侧面和基片之间的档板开始溅射，基片位置固定；溅射过程中，基底温度继续保持；7)溅射结束后，关闭Fe靶侧面和基片之间的档板，然后关闭溅射电源，停止通入溅射气体Ar和N2，完全打开闸板阀，继续抽真空，并调节基底温控电源，使样品以3K/min的速度降低到室温，然后关闭真空系统，向真空室充入纯度为99.999％的氮气，打开真空室，取出样品。