一种磁控滅射制备氧化钒膜的方法
【专利摘要】本发明涉及一种磁控滅射制备氧化钒薄膜的方法，属于薄膜制备技术。1、硅基片表面清洗。2、先在桂片表面沉积一层氧化桂薄膜。3、米用了具有利用率高、滅射薄膜均匀的靶材进行磁控滅射沉积氧化钒薄膜，工艺条件为：底部真空3Xl(T4Pa，氩氧比例100：1?140：1，滅射功率150W?240W，衬底温度为25?200°C。本发明方法的优点在于不需要进行高温热处理，只需改变滅射工艺条件就可以制备出具有高电阻温度系数和低室温电阻的氧化钒薄膜，简化了镀膜工艺。
【专利说明】一种磁控溅射制备氧化钒膜的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于磁控溅射镀膜【技术领域】，特别是一种制备氧化钒薄膜的方法。
【背景技术】
[0002] 二氧化钒薄膜具有由低温半导体相转变为高温金属相的相变特性，并伴随着电阻 率、磁化率、光透射率和反射率的突变，使其在微电子和光电子领域具有众多的应用。由于 钒是多价金属，可以和氧结合形成多种氧化物，特别是以二氧化钒为基的氧化钒混合相多 晶薄膜虽然不具有温度相变特性，但是由于它在室温附近具有极高的电阻温度系数，能达 到以上，是一般金属薄膜的5?10倍。因此以二氧化钒为基的氧化钒混合相多晶薄膜是目 前用来制作红外探测和红外成像器件热敏电阻的理想材料。
[0003] 目前溅射镀膜是最常用的制备氧化钒薄膜的方法。现有的反应溅射工艺为了使沉 积的氧化钒薄膜具有高值和低的室温电阻，不仅需要精确控制淀积薄膜的工艺参数，以形 成适当成分的氧化钒薄膜，而且需要在淀积薄膜之后在高温下进行长时间的热退火，这不 仅增加了工艺的难度，也降低了工艺的重复性。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种磁控溅射制备氧化钒薄膜的方法，利用该方法制得的氧 化钒薄膜具有高的电阻温度系数和低的室温电阻值。
[0005] 本发明是通过以下技术方案加以实现的，其特征在于包括以下过程：
[0006] 1)对硅基片表面进行清洗。硅片采用标准半导体清洗方法清洗，然后烘千备用。
[0007] 2)先在硅片表面采用等离子体增强化学气相沉积方法沉积一层氧化硅薄膜；
[0008] 3)制备氧化钒薄膜：真空室内高纯金属钒靶材对向放置，将玻璃基片或硅基片 置于基片架上，背底真空3X KT4Pa,氩气和氧氧气例100 : 1-140 : 1，真空室工作气压 I. 5-2Pa，溅射功率190W-240W，衬底温度为25-200°C，溅射时间为30-75分钟溅射成膜。
[0009] 上述的氩气和氧气流量体积比为120 : 1-130 : 1。
[0010] 本发明的优点在于，靶材利用率高，溅射速率高，溅射均匀，滩射过程基片温度低， 溅射后的氧化钒薄膜不需进行高温热处理。由本发明制备的氧化钒薄膜在20-30°C之间的 电阻温度系数能达到ΙΧΙΟ?Γ1以上，对温度的敏感性远高于普通金属热敏电阻，室温方 块电阻可以达到50ΚΩ以下，可用来制作低噪声的微热探测器件。
【专利附图】
【附图说明】
[0011] 图1为本发明实施例制得氧化钒薄膜的电阻温度曲线。
【具体实施方式】
[0012] 1)将硅片进行表面清洗，以去除硅片表面的污染有机物、灰尘以及金属离子杂质， 过程如下：将浓硫酸与双氧水按体积比3 : 1混合配制成清洗液，将硅片在此清洗液中浸 泡40分钟，用去离子水冲洗硅片，然后用氨水、双氧水和去离子水按体积比I : 40 : 50混 合，浸泡硅片30分钟，再用去离子水冲洗。采用PECVD方法在硅片上先沉积一层氧化硅薄 膜，背底真空为4.5父10-1? &，工作气压为4.3?&，基片温度为1501：，工作气体为一氧化二 氮和硅烷，气流量分别为12ml/min和38ml/min，淀积时间为10分钟，二氧化硅层厚度约为 IOOOnm ；
[0013] 2)采用磁控溅射法，在上述硅基片制备氧化钒薄膜，打开真空室，放入硅基片，先 抽低真空，然后开高阀，抽高真空至3X KT4Pa以下，以流量体积比为120 : 1的氩气和氧气 通入真空室至工作气压2Pa，并以溅射功率为240W，基片温度为25°C，溅射时间为45分钟溅 射成膜；
[0014] 3)对上述氧化钒薄膜进行电阻温度特性测试，测得室温方块电阻45ΚΩ，20_30°C 之间电阻温度系数-3. 5X KT2IT1电阻温度曲线如图1所示。
【权利要求】
1. 一种磁控溅射制备氧化钒薄膜的方法，其特征在于包括以下过程： 1) 对硅基片表面进行清洗：硅片采用标准半导体清洗方法清洗，然后烘干备用；玻璃 基片清洗过程，用丙酮进行超声清洗，经去离子水冲洗，然后用乙醇超声清洗，再经去离子 水冲洗，烘干备用； 2) 先在硅片表面采用等离子体增强化学气相沉积方法沉积一层氧化硅薄膜； 3) 制备氧化钒薄膜：真空室内高纯金属钒靶材对向放置，将玻璃基片或硅基片置于基 片架上，背底真空3X10_4Pa，氩气和氧氧气例100 : 1-140 : 1，真空室工作气压1.5-2Pa， 溅射功率190W-240W，衬底温度为25-200°C，溅射时间为30-75分钟溅射成膜。
2. 按权利要求1所述的磁控溅射制备氧化钒薄膜的方法，其特征在于氩气和氧气流量 体积比为120 : 1-130 : 1。
【文档编号】C23C14/35GK104213087SQ201310486172
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2013年10月17日 优先权日:2013年10月17日
【发明者】张磊 申请人:常州博锐恒电子科技有限公司