一種磁控滅射制備氧化釩膜的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種磁控滅射制備氧化釩薄膜的方法，屬于薄膜制備技術(shù)。1、硅基片表面清洗。2、先在桂片表面沉積一層氧化桂薄膜。3、米用了具有利用率高、滅射薄膜均勻的靶材進(jìn)行磁控滅射沉積氧化釩薄膜，工藝條件為：底部真空3Xl(T4Pa，氬氧比例100：1?140：1，滅射功率150W?240W，襯底溫度為25?200°C。本發(fā)明方法的優(yōu)點在于不需要進(jìn)行高溫?zé)崽幚?，只需改變滅射工藝條件就可以制備出具有高電阻溫度系數(shù)和低室溫電阻的氧化釩薄膜，簡化了鍍膜工藝。
【專利說明】一種磁控濺射制備氧化釩膜的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于磁控濺射鍍膜【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種制備氧化釩薄膜的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 二氧化釩薄膜具有由低溫半導(dǎo)體相轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷亟饘傧嗟南嘧兲匦?，并伴隨著電阻 率、磁化率、光透射率和反射率的突變，使其在微電子和光電子領(lǐng)域具有眾多的應(yīng)用。由于 釩是多價金屬，可以和氧結(jié)合形成多種氧化物，特別是以二氧化釩為基的氧化釩混合相多 晶薄膜雖然不具有溫度相變特性，但是由于它在室溫附近具有極高的電阻溫度系數(shù)，能達(dá) 到以上，是一般金屬薄膜的5?10倍。因此以二氧化釩為基的氧化釩混合相多晶薄膜是目 前用來制作紅外探測和紅外成像器件熱敏電阻的理想材料。
[0003] 目前濺射鍍膜是最常用的制備氧化釩薄膜的方法。現(xiàn)有的反應(yīng)濺射工藝為了使沉 積的氧化釩薄膜具有高值和低的室溫電阻，不僅需要精確控制淀積薄膜的工藝參數(shù)，以形 成適當(dāng)成分的氧化釩薄膜，而且需要在淀積薄膜之后在高溫下進(jìn)行長時間的熱退火，這不 僅增加了工藝的難度，也降低了工藝的重復(fù)性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種磁控濺射制備氧化釩薄膜的方法，利用該方法制得的氧 化釩薄膜具有高的電阻溫度系數(shù)和低的室溫電阻值。
[0005] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案加以實現(xiàn)的，其特征在于包括以下過程：
[0006] 1)對硅基片表面進(jìn)行清洗。硅片采用標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體清洗方法清洗，然后烘千備用。
[0007] 2)先在硅片表面采用等離子體增強化學(xué)氣相沉積方法沉積一層氧化硅薄膜；
[0008] 3)制備氧化釩薄膜：真空室內(nèi)高純金屬釩靶材對向放置，將玻璃基片或硅基片 置于基片架上，背底真空3X KT4Pa,氬氣和氧氧氣例100 : 1-140 : 1，真空室工作氣壓 I. 5-2Pa，濺射功率190W-240W，襯底溫度為25-200°C，濺射時間為30-75分鐘濺射成膜。
[0009] 上述的氬氣和氧氣流量體積比為120 : 1-130 : 1。
[0010] 本發(fā)明的優(yōu)點在于，靶材利用率高，濺射速率高，濺射均勻，灘射過程基片溫度低， 濺射后的氧化釩薄膜不需進(jìn)行高溫?zé)崽幚?。由本發(fā)明制備的氧化釩薄膜在20-30°C之間的 電阻溫度系數(shù)能達(dá)到ΙΧΙΟ?Γ1以上，對溫度的敏感性遠(yuǎn)高于普通金屬熱敏電阻，室溫方 塊電阻可以達(dá)到50ΚΩ以下，可用來制作低噪聲的微熱探測器件。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖1為本發(fā)明實施例制得氧化釩薄膜的電阻溫度曲線。

【具體實施方式】
[0012] 1)將硅片進(jìn)行表面清洗，以去除硅片表面的污染有機物、灰塵以及金屬離子雜質(zhì)， 過程如下：將濃硫酸與雙氧水按體積比3 : 1混合配制成清洗液，將硅片在此清洗液中浸 泡40分鐘，用去離子水沖洗硅片，然后用氨水、雙氧水和去離子水按體積比I : 40 : 50混 合，浸泡硅片30分鐘，再用去離子水沖洗。采用PECVD方法在硅片上先沉積一層氧化硅薄 膜，背底真空為4.5父10-1? &，工作氣壓為4.3?&，基片溫度為1501：，工作氣體為一氧化二 氮和硅烷，氣流量分別為12ml/min和38ml/min，淀積時間為10分鐘，二氧化硅層厚度約為 IOOOnm ；
[0013] 2)采用磁控濺射法，在上述硅基片制備氧化釩薄膜，打開真空室，放入硅基片，先 抽低真空，然后開高閥，抽高真空至3X KT4Pa以下，以流量體積比為120 : 1的氬氣和氧氣 通入真空室至工作氣壓2Pa，并以濺射功率為240W，基片溫度為25°C，濺射時間為45分鐘濺 射成膜；
[0014] 3)對上述氧化釩薄膜進(jìn)行電阻溫度特性測試，測得室溫方塊電阻45ΚΩ，20_30°C 之間電阻溫度系數(shù)-3. 5X KT2IT1電阻溫度曲線如圖1所示。
【權(quán)利要求】
1. 一種磁控濺射制備氧化釩薄膜的方法，其特征在于包括以下過程： 1) 對硅基片表面進(jìn)行清洗：硅片采用標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體清洗方法清洗，然后烘干備用；玻璃 基片清洗過程，用丙酮進(jìn)行超聲清洗，經(jīng)去離子水沖洗，然后用乙醇超聲清洗，再經(jīng)去離子 水沖洗，烘干備用； 2) 先在硅片表面采用等離子體增強化學(xué)氣相沉積方法沉積一層氧化硅薄膜； 3) 制備氧化釩薄膜：真空室內(nèi)高純金屬釩靶材對向放置，將玻璃基片或硅基片置于基 片架上，背底真空3X10_4Pa，氬氣和氧氧氣例100 : 1-140 : 1，真空室工作氣壓1.5-2Pa， 濺射功率190W-240W，襯底溫度為25-200°C，濺射時間為30-75分鐘濺射成膜。
2. 按權(quán)利要求1所述的磁控濺射制備氧化釩薄膜的方法，其特征在于氬氣和氧氣流量 體積比為120 : 1-130 : 1。
【文檔編號】C23C14/35GK104213087SQ201310486172
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2013年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月17日
【發(fā)明者】張磊 申請人:常州博銳恒電子科技有限公司