[发明专利]一种二氧化钛薄膜的微波等离子体制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体膜的制备方法，具体涉及一种二氧化钛薄膜的微波 等离子体制备方法。

背景技术

二氧化钛是一种多功能材料，在光催化、光降解和新型太阳能电池、光学 等方面有广泛的应用。由于高折射率和高介电常数的特性，二氧化钛材料的制 备已经引起了广泛的重视，又由于其独特的光学、电导等性质和优良的化学稳 定性，能够抵抗介质的电化学腐蚀，已被广泛应用于半导体、传感器等领域。

目前制备二氧化钛薄膜的方法很多，例如化学气相沉积(CVD)法、溶胶一凝 胶法、离子辅助沉积法、电子束蒸发法，反应蒸发法，R.F.磁控或交、直流磁 控溅射法等。在这些方法中，由于本身无法解决的问题(如CVD法所用Ti源为 有机物，源气流量难以控制或有毒；蒸发法镀膜由于是原子或原子团沉积，薄 膜缺陷多；磁控溅射要用陶瓷靶，靶材制作困难，耗能高；反应蒸发法射频等 离子法等离子离子体能量过大于50ev，对衬底轰击大，损害衬底晶格等)，不可 能得到高质量的二氧化钛薄膜。

发明内容

针对上述方法所存在的不足，本发明提出了一种二氧化钛薄膜的微波等离子 体制备方法，该方法包括二氧化钛薄膜的制备步骤，

所述制备方法是在真空状态下完成的；

所述制备方法包含了微波系统；

所述二氧化钛薄膜的制备步骤是：

1、一种二氧化钛薄膜的微波等离子体制备方法，该方法包括二氧化钛薄膜 的制备步骤和停机的步骤，其特征在于：

所述制备方法是在真空状态下完成的；

所述制备方法包含了微波系统；

所述二氧化钛薄膜的制备步骤是：

第一步：加热温度到350～400℃；

第二步：启动冷却水系统，通入冷却水；

第三步：启动抽真空系统，抽真空到1.3×10^-3Pa以下，保持真空状态；

第四步：进入还原系统，加载H₂到1～5×10Pa，20～25分钟，对钛靶表 面的氧化物进行还原；

第五步：送载气(Ar)，其压力为：1～5×10Pa；

第六步：启动微波系统，送入微波，电流为0.2～0.4A，使气体辉光放电， 加偏压165V，离子清洗基底35～45分钟；

第七步：调节微波电流，使其为0.15A，偏压调到30V。调节基座加热电压， 使温度降到200～210℃；

第八步：关闭氢气，调节Ar量，使真空度保持在4×10Pa，10分钟后通入 氧气，将钛靶电压升至1400～2200V；

第九步：测量钛靶区域产生的沉积二氧化钛薄膜厚度；

第十步：停机。

所述停机的步骤是：

第一步，关闭基板加热装置，等待20分钟；

第二步，关闭质量流量计阀门，使导气管内Ar消耗20分钟；

第三步，停微波和靶电压，关掉气体钢瓶，停分子泵，停机械泵；

第四步，等待30-40分钟；

第五步，关掉冷却水，等炉体温度下降到室温后，取出所需的薄膜材料。

产生的二氧化钛薄膜沉积在衬底上，所述衬底是金属。

产生的二氧化钛薄膜沉积在衬底上，所述衬底也可以是陶瓷。

产生的二氧化钛薄膜沉积在衬底上，所述衬底也可以是玻璃。

产生的二氧化钛薄膜沉积在衬底上，所述衬底也可以是硅片。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式进一步说明本发明。

图1为本发明的硬件结构示意图。

图中，1.波导及调谐装置，2.石英微波窗口，3.氢气进气口，4.等离子室， 5.弧形钛靶，6.冷却水系统，7.视窗，8.基座及加热装置，9.真空系统， 10.衬底，11.氧气进气口。

具体实施方式