[发明专利]一种运用离化原子团簇结合HIPIMS技术制备高质量薄膜的方法

摘要

本发明公开了一种运用离化原子团簇结合HIPIMS技术制备高质量薄膜的方法，是利用离化原子团簇作为溅射气体并结合HIPIMS技术制备高质量薄膜的物理气相沉积方法，发挥高功率磁控溅射的成膜特点，并成倍数提升HIPIMS技术的成膜沉积速率，以制备得到性能优良的高质量薄膜，通过原子团簇装置将惰性气体团簇化然后经离子装置离化引出，在电场，磁场作用下轰击靶材，使靶材粒子在基板上参与反应，制备得到薄膜。解决现有技术存在的采用传统PVD法成膜质量较差，CVD法生产的薄膜结合力不佳、力学性能不稳定的问题。

主权项

1.一种运用离化原子团簇结合HIPIMS技术制备高质量薄膜的方法，其特征在于，采用HIPIMS技术的同时利用离化原子团簇轰击靶材从而制备高质量薄膜的物理气相沉积方法；成倍提升HIPIMS技术的成膜沉积速率，以制备得到性能优良的高质量薄膜，通过原子原子团簇装置将惰性气体团簇化然后经离子装置离化引出，在电场，磁场作用下轰击靶材，或将原子团簇气体直接通入靶材附近，利用高功率电源使原子团簇电离，使靶材粒子在基板上参与反应，制备得到薄膜，具体包括以下步骤：步骤1，将载体基材进行清洗并干燥利用超声波清洗5步法，将载体基材清洗5~15分钟，然后用氮气枪吹干；步骤2，载体基材预处理将步骤1清洗干燥后的载体基材放于真空室中，用离化原子团簇轰击载体基材表面，对载体基材的表面进行溅射清洁、活化和平坦化预处理；步骤3，载体基材表面打底将步骤2预处理后的载体基材根据基材的材质与所镀薄膜的种类与性质在基材表面溅射需要的金属薄膜、非金属薄膜，以及渐变的目标化合物薄膜的过渡层结构；步骤4，薄膜的制备在步骤3打底后的载体基材表面，通过团簇离化装置引入离化原子团簇粒子，使用HIPIMS电源，视基材与薄膜的性能施加一定的偏压，离化的原子团簇轰击靶材，在载体基材表面上不断形成核生长，实现薄膜的溅射生长，从而在载体基材表面制备得到所需的薄膜材料。