[发明专利]一种电阻加热法制备Ge膜的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电阻加热法制备Ge膜的制作方法，属于表面技术领域。

背景技术

Ge是一种重要的高折射率红外透光材料，它具有化学性能稳定，与其它膜层结合好等优点。Ge是最重要、最常用的红外高折射率材料之一。Ge是属于Iv-A族元素，具有金刚石结构，熔点为960℃，因此容易用蒸发法制备薄膜。材料种类、沉积过程中的基底温度、蒸发方式和速率等都会对Ge膜的性质产生直接的影响。试验表明，不同的热蒸发方式不影响沉积膜层的性能。当采用电阻加热式蒸发舟时，一般是通过调节加热电流来改变蒸发舟的温度，从而控制蒸发速率。蒸发舟对Ge的沉积速率有较大影响。研究蒸发舟对Ge膜沉积速率的影响对稳定、较高速率沉积Ge薄膜有一定的实际意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电阻加热法制备Ge膜的制作方法。

本发明的目的可通过以下技术措施实现：

本发明的一种电阻加热法制备Ge膜的制作方法，具体制备步骤如下：

(1)制作蒸发舟：先用方形厚度为0.1～0.5mm的钽片制作2.5cm×1.5cm×1cm钽舟，然后用厚度为0.2～1.0mm石墨纸制作同样尺寸大小的舟，垫衬在制作好的钽舟里并安装在真空室内；

(2)真空室抽真空：打开机械泵预抽，真空度抽至15Pa，然后开启分子泵抽真空优于2.03×10^-3Pa，并加热基底130～175℃，保温90分钟以上；

(3)离子束清洗基底：加热完成后，用能量为60eV～120eV的离子束轰击清洗基底5Min～25Min，工作气体为氩气，气体流量20～30sccm；

(4)利用电阻蒸发方法，调节蒸发电流200A，使Ge颗粒熔化，然后再加大蒸发电流至200A～250A使Ge蒸发，凝聚并沉积在基底表面，通过控制电流得到稳定的沉积速率，该速率为1～2nm/s；

(5)基底降温：薄膜沉积完成后，让基底自然冷却至室温。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)本发明制作提供了电阻加热法制备Ge膜的比较稳定简单的方法。

(2)本发明整个过程，工艺稳定，重复性好，操作简便，产品合格率高。

(3)本发明由于采用钽舟垫衬石墨纸的方法，得到稳定的蒸发速率，提高薄膜的稳定性。

具体实施方式

本发明试验工作全部在xx红外镀膜机进行，基底采用K9玻璃，蒸发舟采用钽垫衬石墨纸材料制作，膜层厚度采用极值法光学监控。制作过程如下：

(1)制作蒸发舟：先用方形厚度为0.2mm的钽片制作2.5cm×1.5cm×1cm钽舟，然后用厚度为0.5mm石墨纸制作同样尺寸大小的舟，垫衬在制作好的钽舟里并安装在真空室内；

(2)真空室抽真空：打开机械泵预抽，真空度抽至15Pa，然后开启分子泵抽真空至2.00×10^-3Pa，并加热基底150℃、保温90分钟以上。

(3)离子束清洗基底：加热完成后，用能量为75eV的离子束轰击清洗基底15min，工作气体为氩气，气体流量30sccm。

(4)利用电阻蒸发方法，调节蒸发电流200A，使Ge颗粒熔化，然后再加大蒸发电流到230A并保持稳定，使Ge蒸发，凝聚并沉积在基底表面，其中Ge的沉积速率为1.5nm/s；

(5)基底降温：薄膜沉积完成后，让基底自然冷却至室温。