[发明专利]一种二甲基硅油表面磁控溅射沉积氮化钛的方法

说明书

本发明属于磁控溅射技术，具体涉及一种二甲基硅油表面磁控溅射沉积氮化钛的方法。其特征在于按如下步骤进行：步骤1、溅射前处理；步骤2、溅射镀膜参数调节；步骤3、真空室内剥离薄膜；步骤3、关机取样。本发明有益效果：通过本方法，对二甲基硅油表面磁控溅射沉过程控制简单，薄膜厚度可控，无氮化钛褶皱形成。

技术领域

本发明属于磁控溅射技术，具体涉及一种二甲基硅油表面磁控溅射沉积氮化钛的方法。

背景技术

磁控溅射沉积是利用足够高能量的粒子轰击靶材表面，使靶材中的原子获得做够高的能量，在表面发出的高能粒子在磁场的作用下运动，最终沉积在基体表面，形成金属薄膜。磁控溅射已经成为一种成熟的工业镀膜技术，由于其突出的有点，广泛应用于金属表面改性领域。

氮化钛作为一种常规的金属材料，广泛应用于传感器领域，特别是氮化钛金属薄膜作为常规的应力传感器材料使用。

二甲基硅油为无色不易挥发液体，在二甲基硅油表面溅射氮化钛，氮化钛和基底之间由于二甲基硅油的存在，因此物理上是分离的，通过有机溶剂的清洗，将氮化钛薄膜可以简单分离。中国发明专利公开号CN1730716A详细记录了液相基底表面新型金属薄膜的制备技术，但是金属薄膜是在空气中长时间剥离出来的，造成金属薄膜的氧化和褶皱，直接影响了金属薄膜的使用。

将氮化钛金属薄膜沉积在液体表面，二甲基硅油的应力变化，直接反应在其表面氮化钛薄膜的形貌变化上。通过显微镜观察氮化钛表面可以发现大量褶皱。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，提出了一种二甲基硅油表面磁控溅射沉积氮化钛的方法。

一种二甲基硅油表面磁控溅射沉积氮化钛的方法，其特征在于：按如下步骤进行：

步骤1、溅射前处理，对硅片基底进行清洗抛光，将二甲基硅油涂覆在硅片表面；采用磁控溅射方法，靶材选用钛靶，清洗抛光靶材表面，工作气体为高纯氮气；

步骤2、溅射镀膜参数调节，磁控溅射过程，采用本底真空1.0-5.0×10^-4Pa，充入氮气作为反应气体，氮气流量控制在30-105sccm，工作真空1.0-8.0×10^-1Pa，预溅5分钟，磁控溅射源功率调节范围100-120W，负偏压0V，溅射10-15分钟；

步骤3、将溅射氮化钛薄膜在真空室恒温条件下快速剥离；

步骤4、关机测试，一小时后关闭系统，关闸板阀，关闭分子泵，分子泵停止工作后关闭电磁阀，关机械泵，取样品；

所述氮化钛薄膜的剥离过程在溅射室真空环境下进行，剥离时间控制在0-2小时。

所述氮化钛薄膜的剥离需要有机溶剂的浸泡，在浸泡过程中清洗二甲基硅油。

所述氮化钛薄膜沉积，剥离及清洗是在恒温环境下进行的。

氮化钛褶皱是在二甲基硅油内用力的作用下形成的，当二甲基硅油温度发生变化时，内应力作用于氮化钛薄膜，这种效果是需要几小时甚至几天的时间累积的。因此，要得到表面光滑的氮化钛薄膜要做到:(1)薄膜剥离时间短;(2)沉积过程到剥离过程恒温；（3）在真空环境下获得。

本发明有益效果：通过本方法，对二甲基硅油表面磁控溅射沉过程控制简单，薄膜厚度可控，无氮化钛褶皱形成。

具体实施方式

下面结合实施例进行具体说明：

实施例1：

1）选用合适尺寸的硅片或玻璃作为沉积基底，用有机溶剂超生清洗基底表面，清洗完毕，冷风干燥备用；

2）靶材选用钛靶，砂纸打磨抛光靶材表面，安装在磁控溅射靶位；