单晶硅片衬底的磁控溅射铁膜合成二硫化铁的制备方法

摘要

本发明公开了一种单晶硅片衬底的磁控溅射铁膜合成二硫化铁的制备方法。采用晶体取向分别为(100)及(111)的两种单晶硅片为载膜衬底，通过磁控溅射沉积25～150nm厚度的纯铁膜，再将纯铁膜和在硫化温度下能产生80kPa压力所需质量的升华硫粉封装于石英管中，抽真空后密封置于加热炉中以3℃/min的升温速率加热至400～500℃进行热硫化反应10～20h，以2℃/min的速率降温至室温。本发明简化了直接溅射二硫化铁时通入硫蒸气或硫化氢的复杂过程，所合成的二硫化铁薄膜具有较标准的化学计量成分，不出现过渡相；薄膜与衬底之间具有较高的附着力，不易产生局部剥落；可以为关于衬底晶体结构和晶格参数对二硫化铁晶体生长影响规律的研究提供实验样品。

主权项

1.单晶硅片衬底的磁控溅射铁膜合成二硫化铁的制备方法，其特征在于： 1)经表面处理后的单晶硅片为载膜衬底放在磁控溅射装置中，靶材纯度为 99.99％Fe，厚度为0.8mm，抽真空至残余气体压力低于3.0×10^-3Pa并充氩气置 换3～5次，通过控制溅射时间沉积25～150nm厚度的纯铁膜； 2)将纯铁膜和在硫化温度下能产生80kPa压力所需质量的升华硫粉封装于 石英管中，抽真空至残余气体压力低于1.0×10^-2Pa并充氩气置换数次后密封； 3)将密封后的纯铁膜置于加热炉中以3℃/min的升温速率加热至400～500 ℃进行硫化反应10～20h，以2℃/min的速率降温至室温。