[发明专利]磷化硼硬质涂层的制备方法

权利要求书

1.一种磷化硼硬质涂层的制备方法，系采用射频等离子体增强CVD技术，其特征在于：实现本方法所需的制备过程包括以下步骤：

(1)将工件放置到PECVD设备射频阴极极板上，首先将真空室真空抽至高于3×10^-3Pa，然后将工件加热到200～700℃；

(2)向真空室充入Ar气，保持真空在1～3Pa，加射频功率1000～1500W，对工件表面轰击清洗5～10分钟；

(3)按比例通入惰性气体、含硼气体和含磷气体的混合气体，其中惰性气体为携载气体，含硼气体和含磷气体为反应气体，保持真空在1～600Pa，调节射频功率在2500W以上，沉积1～5分钟，然后降低射频功率至50～1500W继续沉积直至达到所需的厚度；

(4)沉积结束后按比例向真空室充入H₂和含磷气体组成的混合气体，保持真空在1～600Pa，将工件温度缓慢降至室温，降温速率30～100℃/小时；降到室温后，向真空室充入氮气，打开真空室取出工件，制备过程结束。

2.根据权利要求1所述的磷化硼硬质涂层的制备方法，其特征在于：所述的惰性气体是指Ar、He、Ne或其混合气体。

3.根据权利要求1所述的磷化硼硬质涂层的制备方法，其特征在于：所述的含硼气体是指乙硼烷(B₂H₆)等含硼气体或可低压气化的含硼液体如BCl₃、BBr₃，以及上述物质与氢气、惰性气体等组成的混合气体。

4.根据权利要求1所述的磷化硼硬质涂层的制备方法，其特征在于：所述的含磷气体是指磷烷(PH₃)等含磷气体或可低压气化的含磷液体如PCl₃、PBr₃，以及上述物质与氢气、惰性气体等组成的混合气体。

5.根据权利要求1所述的磷化硼硬质涂层的制备方法，其特征在于：所述的H₂和含磷气体组成的混合气体中，气体体积比的范围：H₂/(含磷气体+H₂)为0.3～0.8。

6.根据权利要求1所述的磷化硼硬质涂层的制备方法，其特征在于：所述的惰性气体、含硼气体和含磷气体的混合气体中，气体体积比的范围：含硼气体/(含磷气体+含硼气体)为0.05～0.5、(含磷气体+含硼气体)/惰性气体为0.5～0.95。

7.根据权利要求1所述的磷化硼硬质涂层的制备方法，其特征在于：所述的工件可以为金属、合金制成的工具、刀具、模具，或为由ZnS、ZnSe、Ge、Si、石英等制成的红外光学元件。

8.根据权利要求6所述的磷化硼硬质涂层的制备方法，其特征在于：所述工件的形状可以是平板形、球冠形及其它复杂形状。

9.根据权利要求1所述的磷化硼硬质涂层的制备方法，其特征在于：所述射频通过匹配阻抗及电容耦合到射频电极上。

10.根据权利要求1所述的磷化硼硬质涂层的制备方法，其特征在于：所述加热方式是采用电阻式加热方式。

11.根据权利要求1所述的磷化硼硬质涂层的制备方法，其特征在于：所述的沉积过程中气体的流量通过气体质量流量计控制，流量范围均在5～200sccm范围内。