[发明专利]一种中频磁控溅射法制备纳米硅薄膜的方法及其专用装置

权利要求书

1.一种中频磁控溅射法制备纳米硅薄膜的方法，其特征在于：利用中频磁控溅射法，采用中频电源激发等离子体来溅射与外加电磁线圈形成耦合磁场的非平衡态孪生磁控硅靶，在基体上沉积纳米硅薄，采用真空泵，将真空室内真空抽至10^-3-10^-4Pa，并对基体加热使基体温度在400-540℃，沉积纳米硅时采用Ar气溅射，气体流量为20-150sccm，由电离规管测量气压值，整个沉积过程中气压控制在0.2-1.5Pa，外加电磁线圈电流0-6A，沉积时间为30-90min，即得纳米硅薄膜。

2.按权利要求1所述的中频磁控溅射法制备纳米硅薄膜的方法，其特征在于：所述非平衡态孪生磁控硅靶设置在真空室上部，呈现向下溅射布局，孪生靶布局为两靶相互之间夹角为156°。

3.按权利要求1所述的中频磁控溅射法制备纳米硅薄膜的方法，其特征在于：所述非平衡态孪生磁控硅靶与设在基片加热台下串联的电磁线圈形成耦合磁场，利于等离子体的约束和增强。

4.按权利要求3所述的中频磁控溅射法制备纳米硅薄膜的方法，其特征在于：所述非平衡态孪生磁控硅靶内外层永磁铁为极性互异或极性相同。

5.按权利要求1所述的中频磁控溅射法制备纳米硅薄膜的方法，其特征在于：所述在沉积膜之前将基材预处理，处理后放置在基片加热台上将真空室内气压抽至10^-3-10^-4Pa，加热使基体在160-350℃左右，同时通入Ar气；而后将真空室内气压再抽至10^-3-10^-4Pa并再次加热基体至400-540℃，通入Ar气，待真空室气压上升至1Pa，开启驱动孪生靶的中频电源，使孪生靶电压升至700-800V进行预溅射30-40min。

6.按权利要求1所述的中频磁控溅射法制备纳米硅薄膜的方法，其特征在于：所述基片加热台为嵌入氮化铝(AlN)的不锈钢盘。

7.一种权利要求1所述的中频磁控溅射法制备纳米硅薄膜的方法的溅射装置，包括真空室、抽气装置，其特征在于：所述溅射真空装置(1)内设有非平衡态向下溅射的平面孪生硅靶(2)，孪生硅靶(2)下方设有基片加热台(4)，基片加热台(4)与孪生硅靶(2)之间设有挡板(3)，基片加热台(4)下方设有一串联的电磁线圈组(5)。

8.按权利要求7所述中频磁控溅射法制备纳米硅薄膜的方法的溅射装置，其特征在于：所述的非平衡态向下溅射的平面孪生硅靶(2)两靶之间夹角为156°。

9.按权利要求7所述中频磁控溅射法制备纳米硅薄膜的方法的溅射装置，其特征在于：所述电磁线圈组(5)距离孪生硅靶(2)为80-100mm

10.按权利要求7所述中频磁控溅射法制备纳米硅薄膜的方法的溅射装置，其特征在于：所述非平衡态孪生磁控硅靶与设在基片加热台下串联的电磁线圈形成耦合磁场，增强和约束等离子体，其中非平衡态孪生磁控硅靶内外层永磁铁为极性互异或极性相同。

11.按权利要求7所述中频磁控溅射法制备纳米硅薄膜的方法的溅射装置，其特征在于：所述基片加热台面为嵌入氮化铝(AlN)的不锈钢盘。