專利名稱：制備納米薄膜的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種納米材料的制備方法。
背景技術(shù)：
納米硅薄膜是一種既不同于晶態(tài)也不同于非晶態(tài)的第三類固體材料，因此具有一系列特殊性能。它的室溫電導(dǎo)率甚至比本征單晶硅高出數(shù)百倍，并且溫度穩(wěn)定性好，具有較大的壓敏系數(shù)，可作優(yōu)良的壓力傳感器材料。由于它的獨(dú)特的性能，世界許多國家的科技工作者都在努力尋求和研究制備這種材料的方法。到目前為止，國內(nèi)外制作納米材料的方法是先在超高真空系統(tǒng)中將元素蒸發(fā)后，在冷襯底上凝結(jié)成約幾個nm一幾十個nm的超細(xì)微粒，然后再將微粒原位刮下來，外加壓力，壓成塊狀材料，這種方法，其設(shè)備昂貴，而且只能壓成塊狀材料，很難壓成薄膜。對于半導(dǎo)體材料鍺和硅，國內(nèi)外也只能制成超細(xì)微粒，尚未壓結(jié)成材。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種使用等離子化學(xué)沉積法制備納米薄膜的方法。
本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種制備納米薄膜的方法，包括下述步驟(1)使用抽直空系統(tǒng)將反應(yīng)室內(nèi)的空氣抽空，使反應(yīng)室內(nèi)的真空度達(dá)到預(yù)真空狀態(tài)；(2)將安裝在襯底電極上的電爐打開，通電加熱，使襯底溫度達(dá)到300-380℃，并繼續(xù)抽氣，使反應(yīng)室的真空度繼續(xù)達(dá)到預(yù)真空狀態(tài)；(3)將純度為99.999％的高純度氫氣通人反應(yīng)室內(nèi)，使反應(yīng)室內(nèi)真空度保持在1-2乇范圍內(nèi)，穩(wěn)定后，打開R.F交流電源源，處理20-30分鐘；(4)關(guān)掉R.F交流電源及氫氣源，使反應(yīng)室內(nèi)真空度回復(fù)到原來預(yù)真空度，穩(wěn)定后，通入C＝SiH4/SiH4+H2＝1.5-2.5％的混合的硅烷氣，使反應(yīng)室內(nèi)真空度達(dá)到1.0-1.5乇；(5)待上述過程穩(wěn)定后，重新打開R.F交流電源并根據(jù)所要沉積的硅膜的微晶粒的大小調(diào)節(jié)功率，待R.F輝光穩(wěn)定后(顏色為淡紅色)，打開D.C電源，使直流負(fù)偏壓為200-300V，即可沉積并形成納米薄膜。
本發(fā)明具有下述有益效果采用本發(fā)明的方法制備納米薄膜，成本價(jià)廉，能直接制出特性優(yōu)越的實(shí)用的納米薄膜，實(shí)用性強(qiáng)。
具體實(shí)施例方式
下面對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
首先使用抽真空系統(tǒng)將反應(yīng)室內(nèi)的空氣抽空，使反應(yīng)室內(nèi)的真空度達(dá)到預(yù)真空狀態(tài)，再將安裝在襯底電極上的電爐打開，通電加熱，使襯底溫度達(dá)到300-380℃，并繼續(xù)抽氣，使反應(yīng)室的真空度繼續(xù)達(dá)到預(yù)真空狀態(tài)。之后將純度為99.999％的高純度氫氣通人反應(yīng)室內(nèi)，使反應(yīng)室內(nèi)真空度保持在1-2乇范圍內(nèi)，穩(wěn)定后，打開R.F交流電源，當(dāng)反應(yīng)室內(nèi)出現(xiàn)高頻輝光放電呈淡蘭色時(shí)，氫氣在高頻等離子體中被分解成氫原子基，氫基在高頻電場中吸收了能量，而成為具有一定動能的氫基。這種帶有一定動能的氫基對用于沉積納米硅薄膜的襯底(如玻璃、石英，單晶硅等)以及反應(yīng)室壁具有轟擊清潔作用，處理時(shí)間大約20-30分鐘。同時(shí)這種具有一定動能的氫基，取決于施加R.F交流電源功率的大小，一般以兩極板間不打火為準(zhǔn)。
之后關(guān)掉R.F交流電源及氫氣源，使反應(yīng)室內(nèi)真空度回復(fù)到原來預(yù)真空度，穩(wěn)定后，通人C＝SiH4/SiH4+H2＝1.5-2.5％的混合的硅烷氣，使反應(yīng)室內(nèi)真空度達(dá)到1.0-1.5乇。待上述過程穩(wěn)定后，重新打開R.F交流電源并根據(jù)所要沉積的硅膜的微晶粒的大小調(diào)節(jié)到適當(dāng)?shù)墓β?。待R.F輝光穩(wěn)定后(顏色為淡紅色)，打開D.C電源，選用直流負(fù)偏壓為200-300V左右。沉積開始并形成納米硅膜。
納米硅薄膜沉積完后，先關(guān)掉R.F交流電源及D.C直流電源，再關(guān)掉氣源，待反應(yīng)室真空度回復(fù)到預(yù)真空度狀態(tài)時(shí)，關(guān)掉襯底電極上的加熱電爐的電源；溫度下降到100℃以下后，方能關(guān)閉抽真空系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種制備納米薄膜的方法，包括下述步驟(1)使用抽直空系統(tǒng)將反應(yīng)室內(nèi)的空氣抽空，使反應(yīng)室內(nèi)的真空度達(dá)到預(yù)真空狀態(tài)；(2)將安裝在襯底電極上的電爐打開，通電加熱，使襯底溫度達(dá)到300-380℃，并繼續(xù)抽氣，使反應(yīng)室的真空度繼續(xù)達(dá)到預(yù)真空狀態(tài)；(3)將純度為99.999％的高純度氫氣通人反應(yīng)室內(nèi)，使反應(yīng)室內(nèi)真空度保持在1-2乇范圍內(nèi)，穩(wěn)定后，打開R.F交流電源源，處理20-30分鐘；(4)關(guān)掉R.F交流電源及氫氣源，使反應(yīng)室內(nèi)真空度回復(fù)到原來預(yù)真空度，穩(wěn)定后，通入C＝SiH4/SiH4+H2＝1.5-2.5％的混合的硅烷氣，使反應(yīng)室內(nèi)真空度達(dá)到1.0-1.5乇；(5)待上述過程穩(wěn)定后，重新打開R.F交流電源并根據(jù)所要沉積的硅膜的微晶粒的大小調(diào)節(jié)功率，待R.F輝光穩(wěn)定后(顏色為淡紅色)，打開D.C電源，使直流負(fù)偏壓為200-300V，即可沉積并形成納米薄膜。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種一種制備納米薄膜的方法，旨在提供一種使用等離子化學(xué)沉積法制備納米薄膜的方法。該方法包括下述步驟使用抽直空系統(tǒng)將反應(yīng)室內(nèi)達(dá)到預(yù)真空狀態(tài)；打開電爐加熱，使襯底溫度達(dá)到300－380℃，并使反應(yīng)室的真空度繼續(xù)達(dá)到預(yù)真空狀態(tài)；將高純度氫氣通人反應(yīng)室內(nèi)，穩(wěn)定后，打開R.F交流電源，處理20－30分鐘；之后關(guān)掉R.F交流電源及氫氣源，使反應(yīng)室內(nèi)真空度回復(fù)到原來預(yù)真空度，穩(wěn)定后，通入混合的硅烷氣，使反應(yīng)室內(nèi)真空度達(dá)到1.0－1.5乇；待上述過程穩(wěn)定后，重新打開R.F交流電源并根據(jù)所要沉積的硅膜的微晶粒的大小調(diào)節(jié)功率，待R.F輝光穩(wěn)定后，打開D.C電源，使直流負(fù)偏壓為200－300V，即可沉積并形成納米薄膜。
文檔編號C23C16/24GK1614083SQ20031010694
公開日2005年5月11日 申請日期2003年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月6日
發(fā)明者李秋成 申請人:李秋成