【技术实现步骤摘要】
本申请涉及工业制造领域，特别是涉及一种用于磁控溅射的高精度多组分薄膜精确沉积方法，以及利用该方法制备的沉积薄膜。
技术介绍
1、溅射法制备薄膜材料，可以是指在真空封闭腔体内使膜材气化并沉积到衬底上形成薄膜。这个过程大致可以分为靶材气化、真空运动和薄膜生长三个过程。使靶材气化的方式有很多，比如加热或电子束轰击等。气化后的靶材原子到达衬底(或称为基材)后并不是停留在到达位置而是在表面做各种运动。射向基材的原子、分子与表面碰撞，一部分被反射，另一部分在自身能量和基板温度所对应能量的共同作用下在基材表面做跳跃式运动。这些原子有可能从后续到达的原子处吸收能量而离开，也有可能吸附在某处或与其他原子结合成原子对。随着与之结合的原子越来越多，原子对可能进一步形成稳定的核，核逐渐长大成为岛，多个岛相互合并形成一种不完整的网状结构，后续到达的原子继续与网状部分结合或填充剩余空洞直到形成连续的薄膜。
2、目前主流的物理气相沉积设备主要有磁控溅射、分子束外延，电子束蒸发和脉冲激光沉积等。分子束外延是指在超高真空环境下，构成晶体的各个组分和掺杂原子以一定的热运动速度，按一定的比例喷射到热衬底表面进行晶体的外延生长。分子束外延设备具有薄膜质量高、沉积温度高、可以实时监测和膜层组分可以迅速调整等优点，但是生长速率较慢，不适合工业领域使用。电子束蒸发属于物理气相沉积，设备主要由发射高速电子的电子枪和使电子做匀速圆周运动的磁场组成。电子束蒸发技术是指将蒸发材料置于水冷坩埚之中，利用电子束直接对材料进行加热，使材料气化形成蒸汽流，而后蒸发材料在衬底上凝
3、而目前物理气相沉积设备通常采用单一的结构，也就是在沉积过程中无法准确检测薄膜溅射参数，不适合针对性的多种材料的薄膜沉积，限制了薄膜沉积参数的优化。
技术实现思路
1、本申请所要解决的技术问题在于，如何实现薄膜沉积过程中的精确控制。
2、为了解决上述问题，本申请公开一种用于磁控溅射的薄膜精确沉积方法，以及基于该薄膜精确沉积方法制备的沉积薄膜。所述薄膜精确沉积方法能够在沉积过程中实时对薄膜溅射速率进行监控，并基于监控结果对沉积参数进行调节，实现沉积过程的精确控制。
3、本申请一方面提供了一种用于磁控溅射的薄膜精确沉积方法。所述方法可以利用薄膜精确沉积装置实现。所述薄膜精确沉积装置可以包括：腔体，用于承载待沉积基材的基材底座，用于分别承载相同或不同靶材的一个或以上靶材底座，以及分别设置于所述靶材底座和所述基材底座的临近位置的膜厚仪。所述方法可以包括：执行溅射沉积操作，并在一个或以上相互间隔预定时间段的循环轮次中确定所述膜厚仪的目标监测位置；其中，一个循环轮次包括：获取所述膜厚仪在当前监测位置所捕获的实时沉积参数；确定所述实时沉积参数是否满足预设条件；若满足，确定所述膜厚仪的当前监测位置为所述目标监测位置；若不满足，调整所述膜厚仪的当前监测位置并执行下一循环轮次；获取所述膜厚仪处于所述目标监测位置时捕获的目标沉积参数，并基于所述目标沉积参数调整所述溅射沉积操作的工艺参数。
4、在一些可行的实现方式中，针对位于所述靶材底座的临近位置的膜厚仪，所述实时沉积参数至少包括第一实时沉积速率；所述确定所述实时沉积参数是否满足预设条件可以包括：获取标准沉积速率；确定所述第一实时沉积速率与所述标准沉积速率的第一差值小于第一预设值时，所述第一实时沉积参数满足所述预设条件；确定第一实时沉积速率与所述标准沉积速率的第一差值不小于第一预设值时，所述第一实时沉积参数不满足所述预设条件。
5、在一些可行的实现方式中，针对位于所述基材底座的临近位置的膜厚仪，所述实时沉积参数至少包括第二实时沉积速率和实时沉积厚度；所述确定所述实时沉积参数是否满足预设条件可以包括：获取标准沉积厚度；确定所述实时沉积厚度与所述标准沉积厚度的第二差值小于第二预设值和/或所述第二实时沉积速率与一个或以上第一实时沉积速率之和的第三差值小于第三预设值时，所述实时沉积参数满足所述预设条件；确定所述实时沉积厚度与所述标准沉积厚度的第二差值不小于第二预设值和/或所述第二实时沉积速率与一个或以上第一实时沉积速率之和的第三差值不小于第三预设值时，所述实时沉积参数不满足所述预设条件；在一些可行的实现方式中，所述第一预设值可以为所述第二预设值可以为所述第三预设值可以为
6、在一些可行的实现方式中，所述预定时间段不超过5分钟。
7、在一些可行的实现方式中，所述膜厚仪包括探头和与所述探头连接的伸缩机构；通过控制伸缩机构带动所述探头运动以实现所述当前监测位置的调整。
8、在一些可行的实现方式中，所述膜厚仪包括石英晶体膜厚仪，所述探头包括石英晶振片；位于所述靶材底座的临近位置的膜厚仪的石英晶振片距离所述靶材的靶面中心1-20厘米，位于所述基材底座的临近位置的膜厚仪的石英晶振片距离所述基材的中心位置1-10厘米。
9、在一些可行的实现方式中，所述薄膜精确沉积装置还包括与所述腔体连通的气体流路；通过所述气体流路能够实现所述腔体内的气体分子数量的调整。
10、在一些可行的实现方式中，所述工艺参数至少包括施加于所述基材底座参与构建的阳极与所述靶材基座参与构建的阴极之间的电压以及所述气体分子数量。
11、本申请另一方面提供了一种沉积薄膜，所述沉积薄膜基于如上所述的薄膜精确沉积方法制备。
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1.一种用于磁控溅射的薄膜精确沉积方法，所述方法利用薄膜精确沉积装置实现；所述薄膜精确沉积装置至少包括：腔体，用于承载待沉积基材的基材底座，用于分别承载相同或不同靶材的一个或以上靶材底座，以及分别设置于所述靶材底座和所述基材底座的临近位置的膜厚仪；其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的薄膜精确沉积方法，其特征在于，针对位于所述靶材底座的临近位置的膜厚仪，所述实时沉积参数至少包括第一实时沉积速率；所述确定所述实时沉积参数是否满足预设条件，包括：
3.根据权利要求2所述的薄膜精确沉积方法，其特征在于，针对位于所述基材底座的临近位置的膜厚仪，所述实时沉积参数至少包括第二实时沉积速率和实时沉积厚度；所述确定所述实时沉积参数是否满足预设条件，包括：
4.根据权利要求3所述的薄膜精确沉积方法，其特征在于，所述第一预设值为所述第二预设值为所述第三预设值为
5.根据权利要求1所述的薄膜精确沉积方法，其特征在于，所述预定时间段不超过5分钟。
6.根据权利要求1所述的薄膜精确沉积方法，其特征在于，所述膜厚仪包括探头和与所述探头
7.根据权利要求6所述的薄膜精确沉积方法，其特征在于，所述膜厚仪包括石英晶体膜厚仪，所述探头包括石英晶振片；位于所述靶材底座的临近位置的膜厚仪的石英晶振片距离所述靶材的靶面中心1-20厘米，位于所述基材底座的临近位置的膜厚仪的石英晶振片距离所述基材的中心位置1-10厘米。
8.根据权利要求1所述的薄膜精确沉积方法，其特征在于，所述薄膜精确沉积装置还包括与所述腔体连通的气体流路；通过所述气体流路能够实现所述腔体内的气体分子数量的调整。
9.根据权利要求8中所述的薄膜精确沉积方法，其特征在于，所述工艺参数至少包括施加于所述基材底座参与构建的阳极与所述靶材基座参与构建的阴极之间的电压以及所述气体分子数量。
10.沉积薄膜，其特征在于，所述沉积薄膜基于如权利要求1-9中任一项所述的薄膜精确沉积方法制备。
...【技术特征摘要】
1.一种用于磁控溅射的薄膜精确沉积方法，所述方法利用薄膜精确沉积装置实现；所述薄膜精确沉积装置至少包括：腔体，用于承载待沉积基材的基材底座，用于分别承载相同或不同靶材的一个或以上靶材底座，以及分别设置于所述靶材底座和所述基材底座的临近位置的膜厚仪；其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的薄膜精确沉积方法，其特征在于，针对位于所述靶材底座的临近位置的膜厚仪，所述实时沉积参数至少包括第一实时沉积速率；所述确定所述实时沉积参数是否满足预设条件，包括：
3.根据权利要求2所述的薄膜精确沉积方法，其特征在于，针对位于所述基材底座的临近位置的膜厚仪，所述实时沉积参数至少包括第二实时沉积速率和实时沉积厚度；所述确定所述实时沉积参数是否满足预设条件，包括：
4.根据权利要求3所述的薄膜精确沉积方法，其特征在于，所述第一预设值为所述第二预设值为所述第三预设值为
5.根据权利要求1所述的薄膜精确沉积方法，其特征在于，所述预定时间段不超过5分钟。
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【专利技术属性】
技术研发人员：邹宇琦，董骏，吴华生，朱昊楠，
申请(专利权)人：苏州玖凌光宇科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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