[发明专利]原子层沉积一步制备具有超润滑作用的二硫化钼薄膜的方法及其产品和应用

摘要

本发明涉及原子层沉积一步制备具有超润滑作用的MoS₂薄膜的方法及其产品和应用。将Si基底经以下方式进行清洗：用乙醇、丙酮擦拭后，依次在丙酮、去离子水中超声振荡5‑10分钟，再用去离子水反复清洗后用氮气枪吹干后放入原子层沉积系统反应室内，采用Mo(CO)₆(六羰基钼)固体源和SH(CH₂)₂SH（乙二硫醇）液体源，采用原子层沉积一步制备具有优异润滑效果的MoS₂薄膜。本发明涉及的制备方法，无需进行额外的高温硫化过程；有效简化了整体制备过程，在未使用等离子等辅助工艺的条件下，获得了摩擦系数极低的MoS₂薄膜，易于实现大规模批量生产，具有重要的应用潜力。

主权项

1.原子层沉积一步制备具有超润滑作用的二硫化钼薄膜的方法，包括如下步骤：将Si基底经以下方式进行清洗：用乙醇、丙酮擦拭后，依次在丙酮、去离子水中超声振荡5‑10分钟，再用去离子水反复清洗后用氮气枪吹干后放入原子层沉积系统反应室内， Mo(钼)前驱体源采用Mo(CO)₆(六羰基钼)固体源和S（硫）前驱体源采用SH(CH₂)₂SH（乙二硫醇）液体源，采用原子层沉积一步制备具有优异润滑效果的二硫化钼薄膜；Mo源沉积2次和S源沉积1次构成1个MoS₂沉积循环，即：Mo(CO)₆(六羰基钼)脉冲/高纯氮吹扫/ Mo(CO)₆(六羰基钼)脉冲/高纯氮吹扫/ SH(CH₂)₂SH（乙二硫醇）脉冲/高纯氮吹扫为一个完整循环；通过设定循环数目精确控制MoS₂薄膜的厚度；Mo(CO)₆(六羰基钼)固体源的脉冲时间为1.5‑2秒，高纯氮气冲洗3‑5秒，载气体流量控制在150‑200sccm；SH(CH₂)₂SH（乙二硫醇）前驱源的脉冲时间为0.5秒，高纯氮冲洗5秒，载气流量控制为200sccm。