[发明专利]一种基于中频溅射制备同质外延双面MgO薄膜的方法

摘要

本发明属于薄膜制备技术领域，涉及在两面同时镀有IBAD(离子束辅助沉积)‑MgO/SDP‑Y₂O₃的哈氏合金柔性基带上两面同时制备同质外延MgO薄膜，具体为一种基于中频(MF)磁控反应溅射制备双面同时同质外延MgO薄膜。本发明采用气体分散管内对称结构的通气孔，均匀的分散混合气体，从而解决中频磁控反应溅射制备的薄膜结构不均匀的问题；通气孔的单向设计还使得靶材表面不直接接触氧气以避免金属靶被氧化，此种进气方式提高了溅射效率，有利于保证两面同时生长的MgO薄膜的均匀性和一致性。相比采用传统高成本工艺复杂物理气相沉积(PVD)方法，中频自外延MgO节约缓冲层成本，提高超导带材性价比，且沉积速率高。

主权项

1.一种基于中频溅射制备同质外延双面MgO薄膜的方法，具体步骤如下：步骤1、将待镀膜的哈氏合金柔性基带依次经第一卷绕盘、气体分散管和第二卷绕盘安装，通过步进电机带动第一卷绕盘匀速运动进而带动哈氏合金柔性基带匀速运动；哈氏合金柔性基带两面同时涂覆有IBAD‑MgO/SDP‑Y2O3；气体分散管置于对靶中间的物理中心位置；气体分散管的内部腔体沿基带运动方向设置4条单向通气孔组，4条单向通气孔组构成以哈氏合金柔性基带为物理中心的空间结构；各条单向通气孔组上设置的通气孔均以相同角度面向哈氏合金柔性基带，且设置的通气孔数量一致、孔径相同；使得从通气孔中喷出的混合气体能均匀分散在基带的两面，形成对称均匀稳定的气流场；待镀膜的哈氏合金柔性基带从对靶中间的物理中心区域通过；步骤2、将金属镁靶分别安置在对靶上，对靶分别外接中频电源的两极，再对整个设备进行抽真空处理至1.0×10‑3Pa以下，然后对哈氏合金柔性基带进行加热；步骤3、待哈氏合金柔性基带温度上升至480‑550℃，通过气体分散管的各通气孔通入氩气和氧气的混合气体；然后开启中频电源，采用恒压模式，保持电压恒定，电流控制在6A‑8A，溅射功率在990‑1155W；待对靶附近形成等离子轰击形成辉光，步进电机带动哈氏合金柔性基带开始匀速通过辉光区域以沉积MgO薄膜；步骤4、待哈氏合金柔性基带完全匀速通过辉光区域后，关闭中频电源，停止加热，同时关闭气体进气管，停止分子泵和机械泵，自然降温后取出，即可制得MgO薄膜。