一种组分可控的碳化硼薄膜的制备方法

摘要

本发明涉及一种在物理气相沉积方法中控制B_xC薄膜成分以及化学计量的脉冲激光沉积方法。本发明在脉冲激光沉积方法的基础上，通过使用石墨-硼二元靶材制备得到薄膜组成与化学计量比均可控的B_x1C薄膜。本发明方法克服了传统沉积技术中，由于靶材成分单一以及原子迁移性能力不同容易导致硼元素缺少，仅能制备成分结构单一的低硼碳比薄膜的不足，通过设计二元靶材的硼碳比，控制靶基距、沉积温度、激光能量等沉积条件，得到一种高沉积速率的碳化硼薄膜制备方法，该方法制备得到的碳化硼薄膜组分可控、薄膜质量好、具有高B/C比且该比例连续可调。

主权项

一种组分可控的碳化硼薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）基板预处理：首先将基板进行羟基化处理，然后在氢氟酸溶液中刻蚀后，得到可用于沉积薄膜的基板；（2）靶材的制备：将直径相同的圆盘状石墨靶材、硼靶材分别切割成扇形体，然后重新拼接成圆盘状，得到B^x1C二元靶材，所述石墨靶材扇形体的圆周角为θ_c，硼靶材扇形体的圆周角为θ_B，θ_C+θ_B=360°，所述x1为θ_B与θ_C的比值；（3）送样：关闭闸板阀，对换样室抽真空直至与沉积腔的真空度接近时，打开闸板阀，固定有靶材的靶材托和固定有基板的基板座被送入沉积腔并安装在相应位置；（4）基板加热：打开基板加热程序，设定加热温度为沉积温度，对基板进行加热；（5）预溅射：关闭挡板，打开靶材托的控制马达，调节转速至所需值，打开激光器，调节激光能量至所需值并对靶材表面进行预溅射；（6）沉积：按照目标薄膜中硼碳比的要求设定靶基距，待基板温度达到沉积温度后，打开基板座控制马达，调节转速至所需值，打开挡板开始沉积；（7）取样：沉积结束后，关闭挡板、激光、电动马达，最后停止加热，待基板冷却至50℃以下，将基板座移至换样室，关闭闸板阀，待换样室破真空后取样。