专利名称：：一种采用磁控溅射制备薄膜的方法
技术领域：
：本发明涉及薄膜的制备方法。
背景技术：
：现有的薄膜制备技术中的磁控溅射薄膜制备装置，可以实现金属、非金属单质及化合物等镀膜，但是在现有的平面磁控溅射装置所制备出的薄膜面积一般较磁控溅射靶面积小，均匀性较差，具体体现在由于现有磁控溅射设备所产生的等离子密度不均匀，所溅射的靶材粒子分布不均匀，一般靶材中间部分辉光区的粒子密度较高，所以成膜时，中间部分较厚，边缘较薄，而薄膜中间较厚的均匀区域的面积较靶材的尺寸小得多；为了制备出大面积的均匀薄膜，就要把中间均匀部分尽量做大，通常的方法是需要将靶的尺寸做得很大，由于耙材的尺寸越大，利用率往往越低，从而造成靶材的极大浪费。
发明内容本发明为了解决现有平面磁控溅射装置所溅射出的薄膜面积较磁控靶面积小，均匀性较差，靶材浪费严重的问题，提供了一种采用磁控溅射制备薄膜的方法，解决上述问题的具体技术方案如下本发明采用磁控溅射沉积制备薄膜的方法，该方法的步骤如下-步骤一、选用所需镀膜材料作为靶材，并将衬底置于旋转加热台上，该加热台位于真空仓内；步骤二、将真空仓密封，通过真空获得系统，将真空仓内抽成真空，当真空度达到1.0X10—'9.9X1(T帕时，通入Ar气，当真空仓内压强为35帕时，启动电离电源，对衬底表面进行电离清洗，电离清洗35分钟；步骤三、电离清洗结束后，启动加热灯组，加热到沉积薄膜所需要的温度，加热至25750°C，并且保温10分钟1小时；步骤四、向真空仓内通入启辉气体，当真空仓内气体压强在35帕时启辉，施加溅射功率，溅射功率为50400瓦，预溅射310分钟；气体流量控制在10sccm90sccm，真空仓内气体压强降至0.12帕，在衬底上施加0600伏的负偏压，移开挡板；步骤五、采用步进电机来连续控制旋转加热台的转速，转速控制在15转/分钟内变化，同时用另一步进电机来控制加热台上方靶的运行轨迹，靶沿着加热台圆心向外圆以步长为25mm的间歇运动来控制向衬底表面镀膜；步骤六、步骤五完成后，关闭电源，待真空仓内(沉积室)温度降至室温时即制得本发明的薄膜。本发明解决了现有靶的尺寸和所沉积的薄膜尺寸之间的矛盾，即改变了现有的只有用大靶才能制备大面积薄膜的现状，用小靶一样能沉积出均匀性良好的大尺寸的薄膜，同时提高了靶材的利用率。靶材尺寸远远小于所要沉积的均匀薄膜尺寸；与现有的磁控溅射方法相比，膜厚易于控制，而且薄膜的均匀度高，均匀性满足行业一般要求(行业的一般要求是不均匀度小于10%)具体实施例方式具体实施方式一本实施方式的方法的步骤如下步骤一、以Si(硅)为衬底和Ge(锗)为靶材，靶材直径为49mm，靶材厚度为3mm，并将衬底置于旋转加热台上，该加热台位于真空仓内；步骤二、将真空仓密封，通过真空获得系统，将真空仓内抽成真空，当真空仓内真空度达到1.0X10—A9.9X10l白时，通入Ar气，当真空仓内压强为35帕时，启动电离电源，对Si衬底表面进行电离清洗，电离清洗35分钟；步骤三、电离清洗结束后，启动加热灯组，加热到沉积薄膜所需要的温度，加热至25750。C，并且保温10分钟1小时；步骤四、向真空仓内通入启辉气体，当气体压强达到35帕时启辉，施加溅射功率，溅射功率为50400瓦，进行预溅射310分钟，气体流量控制在10sccm90sccm，真空仓内气体压强降至0.12帕，在衬底上施加0600伏的负偏压，移开挡板；步骤五、采用步进电机来连续控制旋转加热台的转速，转速控制在15转/分钟内变化，同时用另一步进电机来控制加热台上方靶的运行轨迹，耙沿着加热台圆心向外圆以步长为25mm的间歇运动来控制向衬底表面镀膜(镀膜时间根据薄膜的面积和厚度来确定)；通过上述两台电机的运动过程来控制镀膜的均匀性。步骤六、步骤五完成后，关闭所有电源，待真空仓内(沉积室)温度降至室温时即制得本发明的薄膜。具体实施方式二本实施方式与具体实施方式一的不同点在于以制备直径为300mm、厚度为168nm的圆形平面薄膜为例，步骤二当真空仓内压强为7.5X10—4帕时，通入Ar气，当真空仓内压强为3帕时，电离清洗5分钟；步骤三加热到20(TC保温30分钟；步骤四流量设为60sccm，同时关小闸板阀，待真空室气压为3帕时，打开射频电源启辉，溅射功率为80瓦，预溅射5分钟后，调节真空室压强为0.7帕，设定耙的镀膜起始点为加热台圆心，镀膜靶控制参数为2.0，2.0，2.1，2.4，2.8，2.9来控制加热台的转数与靶的位置后，在衬底上加300伏的负偏压，移开挡板，开始镀膜，镀膜时间为46分29秒(见表一)。其它步骤与具体实施方式一相同。经测制得的薄膜厚约为166mn，与所设计厚度误差为1.2%，膜厚不均匀度小于8.5%，满足膜厚不均匀度小于10%的行业一般要求。具体实施方式三本实施方式与具体实施方式一的不同点在于制备直径为300mm、厚度为121nm圆形平面和薄膜为例，步骤二当真空仓内压强为1.5X1(T帕时，通入Ar气，当真空仓内压强为4帕时，电离清洗4分钟；步骤三加热到50。C保温50分钟；步骤四流量设为20sccm，同时关小闸板阀，待真空室气压为4帕时，打开射频电源启辉，溅射功率为200瓦，预溅射4分钟后，调节真空室压强为0.5帕，设定靶的镀膜起始点为加热台圆心，镀膜控制参数1.0，1.0，1.1，1.2，1.4，1.45来控制加热台的转数与耙的位置后，在衬底上加50伏的负偏压，移开挡板，开始镀膜，镀膜时间为18分46秒。其它步骤与具体实施方式一相同。具体实施方式四本实施方式与具体实施方式一的不同点在于制备直径为160mm、厚度为122nm薄的圆形平面薄膜为例，步骤二当真空仓内压强为8.5X10—4帕时，通入Ar气，当真空仓内压强为5帕时，电离清洗3分钟；步骤三加热到70(TC保温20分钟；步骤四流量设为80sccm，同时关小闸板阀，待真空室气压为1帕时，打开射频电源启辉，溅射功率为80瓦，预溅射5分钟后，调节真空室压强为1帕，设定靶的镀膜起始点为，镀膜控制参数1.33，1.2,1.4，1.6,1.87，O控制加热台的转数与靶的位置后，在衬底上加450伏的负偏压，开始镀膜，镀膜时间为10分15秒。其它步骤与具体实施方式一相同。表一、是制备直径为300mm、厚度为168nm的圆形平面薄膜靶的运行轨迹及镀膜时间数据控<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>权利要求1、一种采用磁控溅射沉积制备薄膜的方法，其特征在于该方法的步骤如下步骤一、选用需镀膜材料作为靶材，并将衬底置于旋转加热台上，该加热台位于真空仓内；步骤二、将真空仓密封，通过真空获得系统，将真空仓内抽成真空，当真空仓内真空度达到9.9×10-4～1.0×10-4帕时，通入Ar气，当真空仓内压强为3～5帕时，启动电离电源，对衬底表面进行电离清洗，电离清洗3～5分钟；步骤三、电离清洗结束后，启动加热灯组，加热到沉积薄膜所需要的温度，加热至25～750℃，并且保温10分钟～1小时；步骤四、向真空仓内通入启辉气体，当真空仓内气体压强在3～5帕时启辉，施加溅射功率，溅射功率为50～400瓦，进行预溅射3～10分钟，气体流量控制在10sccm～90sccm，真空仓内气体压强降至0.1～2帕，在衬底上加0～600伏的负偏压，移开挡板；步骤五、采用步进电机来连续控制旋转加热台的转速，转速控制在15转/分钟内变化，同时用另一步进电机来控制加热台上方靶的运行轨迹，靶沿着加热台圆心向外圆以步长为2～5mm的间歇运动来控制向衬底表面镀膜；步骤六、步骤五完成后，关闭电源，待真空仓内温度降至室温时即制得本发明的薄膜。2、根据权利要求1所述的一种采用磁控溅射沉积制备薄膜的方法，其特征在于制备直径为300mm、厚度为168nm的圆形平面薄膜，步骤二当真空仓内压强为7.5X10—4帕时，通入Ar气，当真空仓内压强为3帕时，电离清洗5分钟；步骤三加热到200。C保温30分钟；步骤四流量设为60sccm，同时关小闸板阀，待真空室气压为3帕时，打开射频电源启辉，溅射功率为80瓦，预溅射5分钟后，调节真空室压强为0.7帕，设定靶的镀膜控制参数2.0，2.0，2.1，2.4，2.8，2.9来控制加热台的转数与靶的位置后，在衬底上加300伏的负偏压，移开挡板；步骤五开始镀膜，镀膜时间为46分29秒后，关闭所有电源，待真空室恢复到室温后，打开真空仓，制得本发明的薄膜。3、根据权利要求1所述的一种采用磁控溅射沉积制备薄膜的方法，其特征在于制备直径为300mm、厚度为121nm圆形平面和薄膜，步骤二当真空仓内压强为1.5X10—4帕时，通入Ar气，当真空仓内压强为4帕时，电离清洗4分钟；步骤三加热到5(TC保温50分钟；步骤四流量设为20sccm，同时关小闸板阀，待真空室气压为4帕时，打开射频电源启辉，溅射功率为200瓦，预溅射4分钟后，调节真空室压强为0.5帕，设定靶的镀膜控制参数1.0，1.0，1.1，1.4，1.45来控制加热台的转数与靶的位置后，在衬底上加50伏的负偏压，移开挡板；步骤五开始镀膜，镀膜时间为18分46秒后，关闭所有电源，待真空室恢复到室温后，打开真空仓，制得本发明的薄膜。4、根据权利要求1所述的一种采用磁控溅射沉积制备薄膜的方法，其特征在于制备直径为160mm、厚度为122nm薄的圆形平面薄膜，步骤二当真空仓内压强为8.5X1(T帕时，通入Ar气，当真空仓内压强为5帕时，电离清洗3分钟；步骤三加热到70(TC保温20分钟；步骤四流量设为80sccm，同时关小闸板阀，待真空室气压为l帕时，打开射频电源启辉，溅射功率为80瓦，预溅射5分钟后，调节真空室压强为1帕，设定靶的镀膜控制参数1.33，1.2，1.4，1.6，1.87，O控制加热台的转数与靶的位置后，在衬底上加450伏的负偏压，移开挡板；步骤五开始镀膜，镀膜时间为IO分15秒后，关闭所有电源，待真空室恢复到室温后，打开真空仓，制得本发明的薄膜。全文摘要一种采用磁控溅射沉积制备薄膜的方法，它涉及薄膜的制备方法。它解决了现有溅射出的薄膜面积较磁控靶面积小、均匀性较差和靶材的利用率低的问题。本发明的方法为一，选用靶材，并将衬底置于旋转加热台上；二，将加热台用真空仓密封，抽真空，通入Ar气，电离清洗；三，启动加热灯组，加热到沉积薄膜所需要的温度并保温；四，向真空仓内通入启辉气体，施加溅射功率，控制气体流量，在衬底上加负偏压，移开挡板，开始向衬底表面镀膜；五，采用两台步进电机分别控制旋转加热台和靶的运行轨迹来控制镀膜；六，待真空仓内温度降至室温时即制得薄膜。本发明改变了现有的只能用大靶才能制备大面积薄膜的现状，膜厚易于控制，而且薄膜的均匀度高。文档编号C23C14/54GK101100739SQ20071007259公开日2008年1月9日申请日期2007年8月2日优先权日2007年8月2日发明者姜春竹,朱嘉琦,军梁,潇韩申请人:哈尔滨工业大学