[发明专利]一种对Cu3N薄膜进行定量掺杂的装置及其使用方法

摘要

本发明公开了一种产生纯氮气等离子体的装置及其使用方法。本发明的真空腔内设置有样品台、加热丝、衬底、靶，样品台设置在真空腔内底部，样品台上表面设置有加热丝，加热丝上设置有衬底；靶设置在真空腔内顶部；靶上方设置有磁铁，磁铁上方设置有冷却水系统，冷却水系统用于冷却磁铁；匹配箱的一端与冷却水系统相连接，另一端与射频源相连接；气瓶通过气管与真空腔相连接，气管上设置有流量控制器、粗真空规和通气阀；机械泵与分子泵的一端相连接，分子泵的另一端通过法兰与真空腔相连接；真空腔的外壁上设置有冷阴极规。本发明能够实时观测憋气时气管的气压，能控制启辉气压,对分子泵损伤小节约成本，可实现对难起辉氮气等气体的起辉。

主权项

1.一种对Cu3N薄膜进行定量掺杂的方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1.将衬底放置在样品架上；步骤2.调整靶间距，放好挡板，关腔门；步骤3.抽真空，当真空腔内本底气压达到于10－6mbar量级时，打开流量计电源开关，打开射频电源开关；步骤4.打开氮气通气阀，调整氮气的流量至工作流量；步骤5.调整功率至工作功率，加载功率；步骤6.观察真空腔，观察氮气是否起辉；步骤7.如果步骤6起辉,进行预溅射，然后进行薄膜沉积；步骤8.如果步骤6不起辉，增加功率，观察是否起辉；步骤9.如果步骤8起辉，降低功率至工作功率，进行步骤7；步骤10.如果步骤8不起辉，卸载功率，增加氮气流量，重新加载功率，观察是否起辉；步骤11.如果步骤10起辉，降低氮气流量至工作流量，降低功率至工作功率，进行步骤7；步骤12.如果步骤10不起辉，卸载功率；降低氮气流量至工作流量，关闭氮气通气阀，憋气2‑3min，调整功率至工作功率，加载功率，打开氮气通气阀，观察是否起辉；步骤13.如果步骤12起辉,进行步骤7；步骤14.如果步骤12不起辉,卸载功率，关闭氮气通气阀，憋气2‑3min，增大功率，加载功率，打开氮气通气阀，观察是否起辉；步骤15.如果步骤14起辉,进行步骤7；该方法使用的装置，包括真空腔、样品架、加热丝、衬底、靶、冷却水系统、匹配箱、射频源、冷阴极规、分子泵、机械泵、气瓶、流量控制器、粗真空规、通气阀；真空腔内设置有样品台、加热丝、衬底、靶，样品台设置在真空腔内底部，样品台上表面设置有加热丝，加热丝上设置有衬底；靶设置在真空腔内顶部；靶上方设置有磁铁，磁铁上方设置有冷却水系统，冷却水系统用于冷却磁铁；匹配箱的一端与冷却水系统相连接，另一端与射频源相连接；气瓶通过气管与真空腔相连接，气管上设置有流量控制器、粗真空规和通气阀，流量控制器用于控制气体流量，粗真空规用于测量憋气时气管的气压，通气阀用于调节气体向真空腔的流入以及工作气压；机械泵与分子泵的一端相连接，分子泵的另一端通过法兰与真空腔相连接；真空腔的外壁上设置有冷阴极规。