一种共掺杂DLC薄膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种共掺杂DLC薄膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）将分别经过丙酮、酒精、去离子水等严格清洗的玻璃衬底置于载物台上，载物台正对钨W、石墨C两靶材的焦点处。（2）W、C两靶材都分别成45°倾斜，都对准衬底。（3）氩离子轰击靶材，达到去除靶材表面杂质和活化靶材的作用。（4）通入氩气，使两靶材同时起辉，通过分别改变每个靶材的参数，达到制备高性能的W掺杂类金刚石薄膜。本发明专利技术通过改变每个靶材的工艺参数，可以根据实际需要制备不同掺杂量和不同性能的W掺杂DLC薄膜。

Preparation method of Co doped DLC film

The invention discloses a preparation method of Co doped DLC film, which comprises the following steps: (1) respectively through acetone, alcohol and deionized water in strict cleaning glass substrate on the stage, the focus is on the stage of tungsten W and graphite C two target. (2) the W and C two targets are tilted at 45 degrees, and are aligned to the substrate. (3) argon ion bombarding the target material to achieve the removal of the target surface impurities and activation target. (4) argon is doped into the target to make the two target glow at the same time. By changing the parameters of each target separately, a high performance W doped DLC film is prepared. By changing the technological parameters of each target, the W doped DLC film with different doping amount and different properties can be prepared according to actual needs.

【技术实现步骤摘要】
一种共掺杂DLC薄膜的制备方法
本专利技术涉及一种钨W、石墨C共掺杂DLC薄膜的制备方法，其主要应用于器件的防磨损、硬度等方面。涉及摩擦学及表面工程领同时也属于半导体薄膜与器件领域。
技术介绍
类金刚石DLC薄膜是一种性能类似于金刚石的一种非晶碳膜，具有类似于金刚石的性能特点，硬度和耐磨性仅次于金刚石，具有极高的硬度、电阻率、电绝缘强度和热导率，同时具有良好的化学稳定性和生物相容性等特点，因此，类金刚石薄膜在国外早已被广泛用于机械、电子、光学、声学、磁介质保护以及医学等领域。研究发现DLC薄膜的力学性能与sp2和sp3相对含量有关，但高含量的sp3碳键虽然有高的硬度但同时也有高的内应力，使得膜与基材的结合力变弱。国内外的学者通过对DLC薄膜制备过程中靶材固定元素固定量的掺杂可以有效降低薄膜的内应力。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种共掺杂DLC薄膜的制备方法，通过W掺杂以获得可随意改变W掺杂量的DLC薄膜。本专利技术采用了如下技术方案：一种共掺杂DLC薄膜的制备方法，包括以下步骤：（1）清洗衬底，以丙酮，酒精，去离子水分别对衬底材料进行超声波清洗，除去表面的油脂和污物，并用热风吹干；（2）溅射腔室中，钨靶与石墨靶成45°交角；（3）将清洗吹干的衬底置于载物台上，衬底对准两个靶材的焦点；（4）Ar+离子轰击靶材3-5分钟，分别清洗和活化靶材；（5）溅射腔室真空度抽至10-5Pa时，通入溅射气体氩气，使其起辉，进行预溅射3-5分钟，除去两靶材表面的杂质、污物；（6）进行溅射镀膜时两靶材的工艺参数为：W靶、石墨靶功率为50~200W；工作气压保持在0.2~2.0Pa、溅射时间10~60min、偏压-80~-200V，W靶、石墨靶同时进行磁控溅射镀膜，镀膜后直接获得W掺杂DLC薄膜。本专利技术技术方案中，所用衬底是单晶Si片、玻璃、金属中的任一种基材。W靶材与石墨靶材的工艺参数可进行任一单独调整。通入Ar+以后，让两靶材空烧一会，以去除表面的杂质以及氧化物。整个制备共掺杂DLC薄膜的过程中保持靶基距、衬底转速不变。本专利技术的有益效果体现在：1）可以在常温下进行共掺杂薄膜的沉积，降低了对基材的要求；2）过改变W靶和石墨靶的工艺参数，可制备不同W掺杂百分含量比的DLC薄膜；3）制备工艺简单，成本较低，两块靶材即可实现不同掺杂量的DLC薄膜的制备。具体实施方式下面结合具体实验过程对本专利技术做进一步的详细说明：实施例1：以高纯度99.99%钨W和石墨C作为溅射靶材，以玻璃为衬底材料，首先按照常规方法分别用丙酮、酒精、去离子水对衬底材料进行超声波清洗，以去除表面油脂和污物，而后用热风吹干，然后把衬底放入磁控溅射腔室中载物台上。溅射腔室中，钨靶与石墨靶成45°溅射交角，两个靶材的溅射焦点对准衬底；当溅射腔室中真空度达到1.0*10-5Pa时，用Ar+离子轰击靶材3-5分钟，分别清洗和活化靶材；溅射腔室真空度保持10-5Pa，通入溅射气体氩气，使其起辉，进行预溅射3-5分钟，除去两靶材表面的杂质、污物；进行溅射镀膜时，W靶功率50w，石墨靶功率100w，同时在基片上加偏压-100V，使工作气压保持在0.2Pa，溅射时间10min，直接获得W掺杂DLC薄膜。实施例2：以高纯度W和石墨作为溅射靶材，以玻璃为衬底材料，首先按照常规方法分别用丙酮、酒精、去离子水对衬底材料进行超声波清洗，以去除表面油脂和污物，而后用热风吹干，然后把其放入磁控溅射腔室中，当溅射腔室中真空度达到1.0*10-5Pa时，通入溅射气体氩气，使其起辉，同时在清理腔室放入靶材时，使W、石墨两靶成45°交角。W靶功率100w，石墨靶功率50w，同时在基片上加偏压-80V，使工作气压保持在0.6Pa，溅射时间20min，直接获得W掺杂DLC薄膜。实施例3：以高纯度W和石墨作为溅射靶材，以玻璃为衬底材料，首先按照常规方法分别用丙酮、酒精、去离子水对衬底材料进行超声波清洗，以去除表面油脂和污物，而后用热风吹干，然后把其放入磁控溅射腔室中，当溅射腔室中真空度达到1.0*10-5Pa时，通入溅射气体氩气，使其起辉，同时在清理腔室放入靶材时，使W、石墨两靶成45°交角。W靶功率100w，石墨靶功率200w，同时在基片上加偏压-200V，使工作气压保持在1.0Pa，溅射时间60min，直接获得W掺杂DLC薄膜。上述三个实施例仅是本专利技术的普通实施方式，详细说明了本专利技术的技术构思和实施要点，并非是对本专利技术的保护范围进行限制，凡根据本专利技术精神实质所作的任何简单修改及等效结构变换或修饰，均应涵盖在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种共掺杂DLC薄膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）清洗衬底，以丙酮，酒精，去离子水分别对衬底材料进行超声波清洗，除去表面的油脂和污物，并用热风吹干；（2）溅射腔室中，钨靶与石墨靶成45°溅射交角；（3）将清洗吹干的衬底置于载物台上，衬底对准两个靶材溅射的焦点；（4）Ar

【技术特征摘要】
1.一种共掺杂DLC薄膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）清洗衬底，以丙酮，酒精，去离子水分别对衬底材料进行超声波清洗，除去表面的油脂和污物，并用热风吹干；（2）溅射腔室中，钨靶与石墨靶成45°溅射交角；（3）将清洗吹干的衬底置于载物台上，衬底对准两个靶材溅射的焦点；（4）Ar+离子轰击靶材3-5分钟，清洗和活化靶材；（5）溅射腔室真空度抽至10-5Pa时，通入溅射气体氩气，使其起辉，进行预溅射3-5分钟，除去两靶材表面的杂质、...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈洪雪，甘治平，李刚，姚婷婷，杨勇，金克武，
申请(专利权)人：蚌埠玻璃工业设计研究院，中国建材国际工程集团有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34