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一种二甲基硅油表面磁控溅射沉积氮化钛的方法 【EN】A kind of method of dimethicone surface magnetic control sputtering depositing titanium nitride

申请(专利)号:CN201811058725.0国省代码:浙江 33
申请(专利权)人:【中文】杭州联芳科技有限公司【EN】Hangzhou Lian Fang Technology Co., Ltd.
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摘要:
【中文】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。 【EN】Paragraph:The invention belongs to magnetron sputtering techniques, and in particular to a kind of method of dimethicone surface magnetic control sputtering depositing titanium nitride.It is characterized in that carrying out as follows: step 1, sputtering pre-treatment;Step 2, sputter coating parameter regulation;Stripping film in step 3, vacuum chamber;Step 3, shutdown sampling.The invention has the advantages that: being sunk to dimethicone surface magnetic control sputtering by this method, process control is simple, and film thickness is controllable, and no titanium nitride fold is formed.Image:

主权项:
【中文】1.一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。 【EN】1. a kind of method of dimethicone surface magnetic control sputtering depositing titanium nitride, it is characterised in that: carry out as follows: Step 1, sputtering pre-treatment, carry out cleaning polishing to silicon wafer substrate, and dimethicone is coated in silicon chip surface;Using magnetic Sputtering method is controlled, target selects titanium target, and cleaning polishing target material surface, working gas is high pure nitrogen; Step 2, sputter coating parameter regulation, magnetron sputtering process, using base vacuum 1.0-5.0 × 10Pa is filled with nitrogen work For reaction gas, nitrogen flow is controlled in 30-105sccm, working vacuum 1.0-8.0 × 10Pa splashes 5 minutes, magnetron sputtering in advance Source power adjustable range 100-120W, back bias voltage 0V are sputtered 10-15 minutes; Step 3 quickly removes sputtering titanium nitride membrane under vacuum chamber constant temperature; Step 4, shutdown test close system after one hour, barrier gate plate valve closes molecular pump, and molecular pump is closed after stopping working Solenoid valve closes mechanical pump, takes sample.


说明书

一种二甲基硅油表面磁控溅射沉积氮化钛的方法

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;

3)二甲基硅油均匀涂覆在基底表面,涂覆好样品放入溅射位置,调节磁控溅射靶位高

度;

4)真空室抽真空,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;

5)将溅射氮化钛薄膜在真空室恒温条件下快速剥离;

6)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;

7)调节显微镜,观察二甲基硅油表面沉积氮化钛薄膜表面形貌。

实施例2:

通过机械手在真空室内完成对氮化钛薄膜剥离的过程,这种过程满足了以下条件:(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。剥离过程分为:

1)将沉积好的氮化钛薄膜样品在真空室内放入丙酮溶液中;

2)基底、二甲基硅油、氮化钛薄膜及丙酮溶液保持恒定温度;

...

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图1
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