[发明专利]镀金金属衬底上的氮化铝镓铟/二硫化钼钨膜及制备方法

权利要求书

1.一种镀金金属衬底上的Al_yGa_zIn_1-y-zN/Mo_xW_1-xS₂膜，其特征在于，采用金属作为衬底，金属衬底（1）的上表面依次有金层（2）、Mo_xW_1-xS₂层（3）、Al_yGa_zIn_1-y-zN缓冲层（4）和Al_yGa_zIn_1-y-zN外延层（5）；

所述金属衬底（1）是一层金属衬底或多层金属板/箔的复合金属衬底，金属衬底（1）的厚度为0.01～3mm；

所述金层（2）的厚度为20～300nm；

所述Mo_xW_1-xS₂层（3）的厚度为0.65～6.5nm，Mo_xW_1-xS₂层（3）的组分值控制为：0≤x≤1；

所述Al_yGa_zIn_1-y-zN缓冲层（4）的厚度为10～200nm，Al_yGa_zIn_1-y-zN缓冲层（4）的组分值控制为：0≤y≤1、0≤z≤1、0≤1-y-z≤1；

所述Al_yGa_zIn_1-y-zN外延层（5）的厚度为0.3～3μm，Al_yGa_zIn_1-y-zN外延层（5）的组分值控制为：0≤y≤1、0≤z≤1、0≤1-y-z≤1。

2.根据权利要求1所述镀金金属衬底上的Al_yGa_zIn_1-y-zN/Mo_xW_1-xS₂膜，其特征在于，所述金属衬底（1）是Mg、Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Mo、Ag、Hf、Ta、W中的一种金属元素或一种金属元素为主要成分的合金。

3.一种权利要求1或2所述镀金金属衬底上的Al_yGa_zIn_1-y-zN/Mo_xW_1-xS₂膜的制备方法，其特征在于，步骤如下：

步骤a.磁控溅射方法制备金层（2）：

将经化学物理法清洗并干燥预处理的金属衬底（1），布置在磁控溅射设备镀膜室内的料台上，当磁控溅射设备镀膜室的本底气压抽至1×10^-4～5×10^-4Pa，把料台上的金属衬底（1）加热至100℃～500℃，当料台温度稳定后，向镀膜室中通入氩气，氩气流量为40～200sccm，使镀膜室气压控制为0.1～5Pa，当镀膜室气压稳定后，开启料台的直流偏压电源，对料台上的金属衬底（1）施加-200～0V的直流偏压，把金靶的射频溅射电源的功率设定为40～200W，开启金靶的射频溅射电源，开始在金属衬底（1）表面上进行溅射沉积金层（2），溅射时间为1～40min，使金层（2）的厚度控制为20～300nm；

步骤b.氢等离子体清洗金层（2）：

把溅射沉积上金层（2）的金属衬底（1）传送至装样室，再从装样室传送至真空反应室内的料台上，当真空反应室的本底气压抽至5×10^-4～1×10^-5Pa后，把料台加热至400～500℃，当料台温度稳定后，通过放电气体供气管路向石英杯放电室中通入氢气，氢气流量为50～200sccm，使真空反应室的气压控制为0.1～5Pa，当真空反应气压稳定后，把微波电源功率设定为300～1000W，开启微波放电，开始使用氢等离子体清洗金层（2），清洗时间为1～20min；

步骤c.ECR-PEMOCVD方法制备Mo_xW_1-xS₂层（3）：

把料台加热至100～800℃，当料台温度稳定后，通过放电气体供气管路向石英杯放电室中通入硫化氢、氢气、氩气的混合气体，其中硫化氢流量为10～100sccm，氢气流量为0～100sccm，氩气流量0～100sccm，使真空反应室的气压控制为0.1～5Pa，当真空反应室的气压稳定后，把微波电源功率设定为300～1000W，开启微波放电以产生等离子体，当微波放电稳定后，再通过气相金属有机物供气管路向真空反应室中通入所需的各金属有机物源，开始使用ECR-PEMOCVD方法在金层（2）上制备Mo_xW_1-xS₂层（3），其中六羰基钼Mo(CO)₆的摩尔流量为0～5.0×10^-6mol/min，六羰基钨W(CO)₆的摩尔流量为0～5.4×10^-6mol/min，使Mo_xW_1-xS₂层（3）的组分值控制为：0≤x≤1，使Mo_xW_1-xS₂层（3）的厚度控制为0.65～6.5nm；

步骤d.ECR-PEMOCVD方法制备Al_yGa_zIn_1-y-zN缓冲层（4）：

把料台加热至400～500℃，当料台温度稳定后，向石英杯放电室中通入氮气、氨气、氢气的混合气体，其中氮气流量为0～150sccm，氨气流量为0～150sccm，氢气流量0～50sccm，使真空反应室的气压控制为0.1～5Pa，当真空反应室的气压稳定后，把微波电源功率设定为300～1000W，开启微波放电以产生等离子体，当微波放电稳定后，再通过气相金属有机物供气管路向真空反应室中通入所需的各金属有机物源，开始使用ECR-PEMOCVD方法在Mo_xW_1-xS₂层（3）上制备Al_yGa_zIn_1-y-zN缓冲层（4），其中三甲基镓TMGa的摩尔流量为0～6.8×10^-6mol/min，三甲基铝TMAl的摩尔流量为0～1.3×10^-6mol/min，三甲基铟TMIn的摩尔流量为0～4.6×10^-7mol/min，使Al_yGa_zIn_1-y-zN缓冲层（4）的组分值控制为：0≤y≤1、0≤z≤1、0≤1-y-z≤1，使Al_yGa_zIn_1-y-zN缓冲层（4）的厚度控制为20～300nm；

步骤e.ECR-PEMOCVD方法制备Al_yGa_zIn_1-y-zN外延层（5）：

当料台温度达到400～800℃后，开始使用ECR-PEMOCVD方法在Al_yGa_zIn_1-y-zN缓冲层（4）上制备Al_yGa_zIn_1-y-zN外延层（5），其微波放电过程同步骤d，使Al_yGa_zIn_1-y-zN外延层（5）的组分值控制为：0≤y≤1、0≤z≤1、0≤1-y-z≤1，使Al_yGa_zIn_1-y-zN外延层（5）的厚度控制为0.3～3μm。