[发明专利]一种二氧化钒薄膜的制备方法

摘要

本发明公开了一种二氧化钒薄膜的制备方法，采用了原子层沉积薄膜制备技术及真空氧分压后处理退火工艺。采用原子层沉积技术，使两种不同的钒氧化物薄膜制备所需前驱体交替注入原子层沉积反应腔，与基底层表面进行化学吸附及化学反应制备钒氧化物薄膜。在充有氧气的退火炉中进行退火处理，形成价态归一的结晶型五氧化二钒薄膜；将五氧化二钒薄膜置于一定氧分压的真空退火炉中进行退火处理，制备结晶态的二氧化钒薄膜。本发明所采用的原子层沉积薄膜制备方法具有自动化程度高、薄膜厚度精确可控、薄膜均匀性好、重复性好以及薄膜与基底层粘附强度高等特点。本发明的二氧化钒薄膜具有良好的温度‑红外特性，可应用于热致相变器件的研发与应用。

主权项

1.一种二氧化钒薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤一：原子层沉积制备钒氧化物薄膜/n(1)将清洗干净的耐高温基底层置于原子层沉积反应腔内，使惰性载气直接流经耐高温基底层表面；/n(2)启动原子层沉积设备的真空系统对原子层沉积反应腔进行抽真空使其处于负压，启动温度控制系统对原子层沉积系统不同部位进行加热保温，使各部位分别处于相应温度范围内，启动流量控制系统向原子层沉积系统注入惰性载气，设定原子层沉积反应过程阀门控制时序t1-t2-t3-t4，启动前驱体注入系统以备前驱体的注入，启动废气处理系统对反应过程产生的废气进行吸收处理；/n(3)启动原子层沉积反应过程阀门控制程序，利用原子层沉积方法在耐高温基底层表面沉积钒氧化物薄膜，具体步骤为：/na)以鼓泡形式向原子层沉积反应腔注入三异丙氧钒氧前驱体蒸气，注入时长为t1；/nb)待表面化学反应发生充分后注入惰性载气，将过量的及物理吸附的三异丙氧钒氧前驱体和副产物吹离耐高温基底层表面以及整个原子层沉积反应腔，注入时长为t2；/nc)以非鼓泡形式向原子层沉积反应腔注入去离子水前驱体蒸气，注入时长为t3；/nd)待表面化学反应发生充分后注入惰性载气，将过量的及物理吸附的去离子水前驱体和副产物吹离耐高温基底层表面以及整个原子层沉积反应腔，注入时长为t4；/n(4)循环执行步骤三，通过改变循环次数获得不同厚度范围的钒氧化物薄膜，薄膜沉积完毕后关闭原子层沉积系统；/n步骤二：在充有氧气的退火炉中对钒氧化物薄膜进行退火处理，制备价态统一的结晶型五氧化二钒薄膜；/n步骤三：将五氧化二钒薄膜置于氧分压的真空退火炉中进行退火处理，从而制得结晶型二氧化钒薄膜。/n