[发明专利]一种低温掺杂发光氮化铝薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种低温掺杂发光氮化铝薄膜的制备方法，其特征在于包括以下操作步骤：

(1)将掺杂材料机械镶嵌在纯铝靶材上，制得镶嵌靶材；并将镶嵌靶材装在磁过滤电弧镀靶上；

(2)对基体进行表面化学清洗；所述基体为单晶硅、石英或玻璃；

(3)将基体装入电弧离子镀膜机中，基体位于距离弯曲弧磁过滤器的弯管出口中轴线向外60～100mm，距离弯管出口下方60～80mm的位置，抽本底真空至小于3.0×10^-3Pa；基体加偏压-800V～-1000V；开启弯曲弧磁过滤器，调整弯曲弧磁过滤器控制电源，调整磁过滤管电流为3.0～4.6A，启动磁过滤电弧镀靶，调整电弧靶电流为60～80A，电压为18～22V，占空比15～25％；向真空室通入高纯氩35～45sccm，对基体进行氩弧等离子轰击清洗，清洗时间为5～15min；

(4)保持步骤(2)所述磁过滤管电流、电弧靶电流和占空比，将偏压调控在-100～-400V；降低高纯氩流量至10～25sccm，同时通入氮气，氮气流量为60～70sccm；开始沉积氮化铝薄膜，沉积时间为30～90min，在沉积90min后基体温度小于200℃；

(5)镀膜结束后，关掉磁过滤电弧镀靶和弯曲弧磁过滤器，并关闭高纯氩和氮气，升高真空室真空度至3.0～5.0×10^-3Pa，待基体温度冷却至室温时取出基体，得到掺杂发光氮化铝薄膜。

2.根据权利要求1所述的一种低温掺杂发光氮化铝薄膜的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述镶嵌靶材的制备按以下操作步骤：在直径为100mm，高为45mm的圆柱形纯铝靶面上，采用机械加工的方式每隔120。半径方向上距靶面中心25mm处加工出三个直径为14.0～15.0mm，深度为18～25mm的盲孔，然后在真空中将掺杂材料棒镶嵌在盲孔中，孔轴为过盈配合，最后对镶嵌好的靶材进行去应力退火处理，并机械加工以保证靶面的平整度。

3.根据权利要求1所述的一种低温掺杂发光氮化铝薄膜的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述掺杂材料为铬、铜或锰。

4.根据权利要求1所述的一种低温掺杂发光氮化铝薄膜的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述化学清洗方法是在酒精超声波清洗10～15min后，烘干。

5.根据权利要求1所述的一种低温掺杂发光氮化铝薄膜的制备方法，其特征在于：步骤(3)所述抽本底真空过程中将主加热温度设置在180℃～250℃，进一步脱去水分，减少镀膜室内氧分压。

6.一种根据权利要求1～5任一项所述方法制备的低温掺杂发光氮化铝薄膜。