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。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)點在于不需要進行高溫熱處理，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

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

【背景技術】
[0002] 二氧化釩薄膜具有由低溫半導體相轉變?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域具有眾多的應用。由于 釩是多價金屬，可以和氧結合形成多種氧化物，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 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 成適當成分的氧化釩薄膜，而且需要在淀積薄膜之后在高溫下進行長時間的熱退火，這不 僅增加了工藝的難度，也降低了工藝的重復性。


【發(fā)明內容】

[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)對硅基片表面進行清洗。硅片采用標準半導體清洗方法清洗，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行高溫熱處理。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)能達到ΙΧΙΟ?Γ1以上，對溫度的敏感性遠高于普通金屬熱敏電阻，室溫方 塊電阻可以達到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， 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) 對硅基片表面進行清洗：硅片采用標準半導體清洗方法清洗，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