[发明专利]一种采用磁控溅射法制备含氮二氧化钛薄膜的方法

摘要

本发明涉及一种采用磁控溅射法制备含氮二氧化钛薄膜的方法，利用二氧化钛为靶材采用磁控溅射法制备氮掺杂二氧化钛薄膜，包括以下步骤，（1）基片的准备；（2）基片的清洗；（3）金属钛薄膜的制备；（4）氮掺杂二氧化钛薄膜的制备；通过采用磁控溅射法先制得金属钛薄膜，再通过在通有氮气和氧气的退火炉中退火，从而得到氮掺杂的二氧化钛薄膜，这样的制备方法，工艺简单可控，成本低，有利于工业上大规模推广应用。

主权项

1.一种采用磁控溅射法制备含氮二氧化钛薄膜的方法，利用金属钛为靶材，采用磁控溅射法制备氮掺杂二氧化钛薄膜，其特征在于，包括以下步骤，（1）基片的准备：将基片切割成方块；（2）基片的清洗：先用双氧水和浓硫酸的混合溶液超声清洗基片10~20min，再用去离子水清洗；然后再把基片先后放入丙酮溶液、乙醇溶液和去离子水中超声10~20min；清洗结束后将基片置于烘箱干燥，待用；（3）金属钛薄膜的制备：1）将干燥后的基片固定在基片台上，然后将基片台旋紧在真空腔室的转盘上；2）真空的获得：首先启动机械泵，打开第二旁抽阀，对真空腔室抽真空；当真空度达到4~8Pa时，关闭第二旁抽阀，打开第一旁抽阀，并启动分子泵，同时打开闸板阀，利用分子泵对真空腔室进一步抽真空，使真空腔室的真空度达到1~5×10‑3Pa；3）离子束清洗：打开Ar气阀，通入Ar气，调节气体流量在4~6sccm，压强在1~3×10‑2Pa；然后调中和灯丝电流至18~25A，再调加速电压至150~200V、调阳极电压至50~70V、调屏极电压至350~420V，最后调阴极电压至5~10V以上，束流开始显示，再调节至束流40~60mA，真空腔室内将产生等离子体，开始对基片进行离子束轰击以清洗，清洗4~8min后，按反向顺序依次关闭各表，再关闭离子流量计，结束清洗；4）磁控溅射：调节氩气流量，并使真空腔室的真空度上升至至少10Pa，打开磁控电源，调节溅射功率，观察真空室的火焰颜色确保启辉成功，则调节闸板阀，增加真空度，同时调节功率反射角，使功率反射角最小，当真空腔室的真空度达到所需真空度时，将基片旋至靶材上方，打开磁控挡板和膜厚仪挡板开始溅射；5）当达到预定溅射时间后，关闭磁控挡板，将功率旋钮归零，关电源，磁控溅射结束；取出所制得的金属钛薄膜；（4）氮掺杂二氧化钛薄膜的制备：设置退火炉的温度在400~700℃，向退火炉中通入氮气和氧气，等温度到达预定温度后，将所述步骤（3）中所制得的金属钛薄膜放入退火炉中，退火时间为30~60min；得到氮掺杂二氧化钛薄膜；所述退火炉的氮气的流量为4~10sccm，氧气的流量为40~80sccm。