专利名称：一种低温沉积含银类金刚石薄膜的方法
技术领域：
本发明属于薄膜沉积技术领域，涉及一种低温沉积含银类金刚石薄膜的方法。
背景技术：
含银类金刚石薄膜(Diamond Like Carbon，DLC)是一种掺杂了金属银的类金刚石 薄膜。类金刚石薄膜在结构上和金刚石类似，部分的C和C之间具有sp3杂化成键方式的 非晶碳膜，根据制备方法和先驱气体的不同，制备的类金刚石薄膜中含有H、0等其它不同 元素。金属银对于大多数微生物都具有毒性，具有很强的杀菌、抗菌功效。因此，基于金属 银的很多化合物都用于杀菌的用途。类金刚石薄膜有许多和金刚石薄膜相似的性能，比如 高硬度，高耐磨性，摩擦系数小等，而又比金刚石膜容易制备，同时金属银具有很强的杀菌 功效。因此，含银类金刚石膜具有广泛的用途，例如冠状动脉支架、人工合成心脏瓣膜、人造 心脏、人造关节等，因此含银类金刚石薄膜是一种应用前景非常广泛的材料。现有制备含银类金刚石薄膜的方法主要是电镀银结合CVD的方法，其具有制备方 法复杂、需要多道工序、控制困难的缺点。
发明内容
为了解决现有技术所存在的缺陷，本发明的目的是提供一种低温沉积含银类金刚 石薄膜的方法，该方法在室温条件下进行，无需进行温度控制，工序简单易行。为了达到上述目的，本发明的技术方案如下一种低温沉积含银类金刚石薄膜的方法，包括如下步骤第一步，根据已有的真空室及沉积工艺进行设备配置，该设备包括气体流量控制 计、真空室、End-Hall型离子源、电子枪、金属银、旋转夹具和基底；第二步，在室温下，将基底固定在旋转夹具上，并根据End-Hall型离子源的型号 调节旋转夹具与End-Hall型离子源之间的距离，使沉积在基底上的薄膜均勻；第三步，通过真空室抽气孔将真空室中的气体抽出，控制真空室的真空度达到 1 X ICT3Pa ；第四步，选择CH4和H2作为先驱气体，并按照体积比CH4 H2 = 9 1的比例，在 气体流量控制计的控制下，将CH4通入End-Hall型离子源的内部，将H2通入End-Hall型离 子源的上方； 第五步，沉积开始后，通过真空室抽气孔将真空室的真空度保持在2 X IO-2Pa,调整 End-Hall型离子源使其阳极电流为2A，阳极电压为90V ；同时利用电子枪发射电子束照射 金属银使其蒸发，从而在基底上沉积得到含银类金刚石薄膜。 本发明的有益效果是采用本发明方法沉积的含银类金刚石薄膜，在室温条件下 即可制备，不需要额外的基底烘烤加热，即低温制备；设备配置简单，方法简单易行，工艺控 制简单，在一个流程中就能完成镀制；本发明方法可以沉积出大面积均勻的含银类金刚石 薄膜，同时制备的含银类金刚石薄膜具有较好的抗菌性，同时成膜致密、硬度高，具有广泛的应用前景。
图1是本发明方法中采用的真空室及沉积工艺配置的结构示意图。图中1、气体流量控制计，2、真空室，3、End-Hall型离子源，4、电子枪，5、电子束， 6、金属银，7、旋转夹具，8、抽气孔，9、含银类金刚石膜，10、基底。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。本发明低温沉积含银类金刚石薄膜的方法包括如下步骤第一步，按照图1所示， 配置好各种设备，其中，End-Hall型离子源3的型号为1100型箱式镀膜机，采用双灯丝配 置，可以提高沉积的工作时间；第二步，在室温下，把基底10固定在旋转夹具7上，并调节 旋转夹具7与End-Hall型离子源3之间的距离，使基底10至End-Hall型离子源3之间的 距离达到500mm，基底10可以采用除了金属、玻璃等材料外，还可以使用有机材料基底，如 果选用不同型号的End-Hall型离子源，相应的调整旋转夹具7使基底10与End-Hall型离 子源3之间的距离做适应性改变，使得沉积的膜层具有良好的均勻性；第三步，真空室2中 的气体通过抽气孔8被抽出，调节真空室2的真空度达到IXlO-3Pa量级，如果使用不同尺 寸的真空室，使之达到正常工作的真空度即可；第四步，通过气体流量控制计1控制CH4和 H2的流量比为9 1，气体要求高纯度，将CH4通入End-Hall型离子源3的内部，将H2通入 End-Hall型离子源3的上方；也可选用C2H2或CO2等含C气体作为先驱气体，只要相应的调 整流量即可；第五步，沉积开始后，真空室2的真空度通过真空室抽气孔8调节，真空度保持 在2X ICT2Pa量级，控制End-Hall型离子源的阳极电流为2A，阳极电压为90V ；同时利用电 子枪4发射高能电子束5照射金属银6使其蒸发，便可在基底10上沉积得到含银类金刚石 薄膜9。
权利要求
一种低温沉积含银类金刚石薄膜的方法，该方法包括如下步骤第一步，根据已有的真空室及沉积工艺进行设备配置，该设备包括气体流量控制计(1)、真空室(2)、End Hall型离子源(3)、电子枪(4)、金属银(6)、旋转夹具(7)和基底(10)；第二步，在室温下，将基底(10)固定在旋转夹具(7)上，并根据End Hall型离子源(3)的型号调节旋转夹具(7)与End Hall型离子源(3)之间的距离，使沉积在基底(10)上的薄膜均匀；第三步，通过真空室抽气孔(8)将真空室(2)中的气体抽出，控制真空室(2)的真空度达到1×10 3Pa；第四步，选择CH4和H2作为先驱气体，并按照体积比CH4∶H2＝9∶1的比例，在气体流量控制计(1)的控制下，将CH4通入End Hall型离子源(3)的内部，将H2通入End Hall型离子源(3)的上方；第五步，沉积开始后，通过真空室抽气孔(8)将真空室(2)的真空度保持在2×10 2Pa，调整End Hall型离子源(3)使其阳极电流为2A，阳极电压为90V；同时利用电子枪(4)发射电子束(5)照射金属银(6)使其蒸发，从而在基底(10)上沉积得到含银类金刚石薄膜(9)。
2.如权利要求1所述的低温沉积含银类金刚石薄膜的方法，其特征在于，所述第二步 中的End-Hall型离子源(3)的型号为1100型箱式镀膜机，通过调节旋转夹具(7)，基底(10)至End-Hall型离子源(3)之间的距离为500mm。
3.如权利要求1所述的低温沉积含银类金刚石薄膜的方法，其特征在于，所述基底 (10)的材料为金属或玻璃或有机材料。
全文摘要
一种低温沉积含银类金刚石薄膜的方法属于薄膜沉积技术领域，该方法是采用已有的真空室及工艺配置，在室温下，调节基底至End-Hall型离子源之间的距离；调节真空室的真空度达到1×10-3Pa；选择CH4和H2作为先驱气体，其体积比为9∶1，CH4输送到End-Hall型离子源中，H2通到End-Hall型离子源出口的上方；使用电子枪发射电子束蒸发金属银；沉积开始后，真空室的真空度保持在2×10-2Pa，控制End-Hall型离子源的阳极电流为2A，阳极电压为90V，即可在基底上得到含银的类金刚石薄膜。本发明方法沉积的含银类金刚石薄膜，在低温条件下即可制备，制得的含银类金刚石薄膜成膜致密，硬度高。
文档编号C23C16/44GK101956179SQ20101052952
公开日2011年1月26日 申请日期2010年11月3日 优先权日2010年11月3日
发明者王彤彤, 王笑夷, 高劲松 申请人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所