| 一种室温溅射制备晶态透明氧化铝薄膜的方法 | |
夏原 ; 高方圆; 李光
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| 2021-12-24 | |
| Rights Holder | 中国科学院力学研究所 |
| Abstract | 本发明实施例涉及一种室温溅射制备晶态透明氧化铝薄膜的方法，解决了现有制备技术中面临的沉积温度高，过程难控制以及成本昂贵等问题，保障了工业化生产过程中的工艺稳定性和可重复性。同时，柔性晶态薄膜在力学和宽波段光学透过性能方面表现出很大的优势，可以更好地用于表面防护涂层及红外窗口透明保护膜等，带来巨大的经济和社会效益。 |
| Application Date | 2020-03-27 |
| Application Number | CN202010227914.7 |
| Patent Number | CN111621756B |
| Claim | 1.一种室温溅射制备晶态透明氧化铝薄膜的方法，其特征在于，包括： 步骤100、预处理：对基材以及镀膜设备的真空室进行清洗； 所述步骤100包括： 步骤101、基材清洗：将柔性衬底进行去除表面油垢、污垢，然后依次在去离子水、无水乙醇、去离子水中超声波清洗干净，烘干后放入镀膜设备的真空室中； 步骤102、气路清洗：将真空室气压抽至1.0×10-3Pa以下，将氩气和氧气通入真空室，进行气路清洗； 步骤103、离子源轰击清洗：关闭阴极靶前挡板，开启离子源挡板，向真空室内通入高纯氩气，采用离子源气体辉光放电清洗15～60min；其中，设定电源功率为5～6kW，电流3～8A；设定氩气流量为200～350sccm，使真空室内气压升至3～10Pa，基体脉冲偏压为-700～-1000V，频率为10～100Hz；关闭离子源挡板； 步骤200、等离子体参数设定：采用中频磁控溅射技术清洗Al靶，通过等离子体发射光谱反馈系统获取靶面等离子体的发射光谱，选取Al-396nm作为监测谱线，并设定所述Al-396nm的谱线强度； 所述步骤200包括： 步骤201、靶清洗：向所述真空室内通入高纯氩气，设定氩气流量为60-250sccm，以使所述真空室内的气压升至0.5-3Pa，采用中频磁控溅射技术溅射清洗所述Al靶15-40min，其中，设定靶电流为3-8A，占空比为10-80％，基体脉冲偏压为-600～-900V，频率为10～100Hz； 步骤202、谱线强度标定：开启等离子体发射光谱反馈控制系统，获取靶面等离子体的发射光谱，选取Al谱线396nm处；其中，设定氩气流量为60～200sccm，使真空室内气压为0.5～2Pa；基体脉冲偏压为-40～-150V，频率为10～100Hz；标定Al谱线396nm的谱线强度为极大，关闭溅射电源，标定Al谱线396nm的谱线强度为极小； 步骤203、谱线强度设定：设定Al-396nm处谱线强度为5％～95％之间的任意值，开启氧气通路，气体流量计根据实时的等离子体参数对通入量进行动态调节，直至谱线强度稳定在预设值； 步骤300、氧化铝薄膜制备：采用高功率脉冲磁控溅射技术对所述Al靶进行一次溅射，通过一次溅射向所述基材施加负向高偏压，进行离子对沉积表面的刻蚀，以此增加模具结合力，在一次溅射后向所述基材加载正向脉冲偏压进行除气，然后基于等离子发射光谱，采用中频磁控溅射技术对所述Al靶进行二次溅射，同时向所述真空室中通入氧气，通过反应溅射生长氧化铝薄膜； 其中，在步骤300的氧化铝薄膜制备过程中，设定Ar气流量为60～200sccm，工作气压为0.5～2Pa；使用等离子体反馈控制系统，实时的动态调整氧气的通入量为0～20sccm，以保证真空环境下的成膜粒子含量处于5％～95％； 所述步骤300包括： 步骤S301、刻蚀：开启靶前挡板，使用高功率脉冲磁控溅射电源对Al靶持续溅射2～10min；其中，设定峰值功率密度1～2kW/cm2，频率为10～100Hz，脉冲长度为10～200μs，基体脉冲偏压为-800～-1000V，脉冲频率与高功率脉冲磁控溅射电源同步； 步骤S302、除气：关闭高功率脉冲磁控溅射电源，向基体加载正向脉冲偏压，电子轰击除气处理1～10min；其中，正偏压设定为200～800V，脉冲频率为10～100Hz，重复步骤S301、步骤S302，直至此循环过程达到2次至10次； 步骤S303、沉积：使用中频磁控溅射电源对所述Al靶持续溅射20～90min；其中，设定靶电流为3～8A，占空比为10～80％；基体脉冲偏压为-40～-150V，频率为10～100Hz；镀层厚度为0.5～3μm。 |
| Language | 中文 |
| Classification | 发明授权 |
| Status | 有效 |
| Note | 授权 |
| Country | 中国 |
| Agency | 北京和信华成知识产权代理事务所(普通合伙) |
| Document Type | 专利 |
| Identifier | http://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/88139 |
| Collection | 先进制造工艺力学实验室 |
| Recommended Citation GB/T 7714 | 夏原,高方圆,李光. 一种室温溅射制备晶态透明氧化铝薄膜的方法. CN111621756B[P]. 2021-12-24. |
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| 20211224_0C_CN_0 (4)（672KB） | 专利 | 开放获取 | CC BY-NC-SA | View Download | ||
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