[发明专利]对向靶反应溅射外延四氧化三铁薄膜的设备及操作方法

权利要求书

1.一种对向靶反应溅射外延四氧化三铁薄膜的方法，其特征是步骤如下：

1)在镀膜机的对向的靶头上安装一对纯度为99.99％的Fe靶，两个靶头各一个，一头作为磁力线的N极，另一头为S极；靶材的厚度为0.5～3mm，直径为60mm；

2)将基底材料表面杂质清除后，将基底安装在对向靶连线的中垂线上，基片与对向靶的两个Fe靶连线的垂直距离为4～6cm；

3)开启DPS-III对向靶磁控溅射设备，先后启动一级机械泵和二级分子泵抽真空，直至溅射室的背底真空度优于8×10^-6Pa；

4)向真空室通入纯度为99.999％的0₂，将真空度保持在1×10^-2Pa，开启基底加热温控电源，将基底加热至500℃，并在O₂的环境氛围下保持半个小时；

5)待第4)步结束后，再向真空室通入纯度为99.999％的溅射气体氩气和氧气，其中氩气气流量为100sccm，氧气流量为0.6～0.9sccm，将溅射室的真空度保持在0.5～1.0Pa，并稳定5分钟；

6)开启溅射电源，在一对Fe靶上施加0.05～0.35A的电流和1200～1450V的直流电压，预溅射20分钟，等溅射电流和电压稳定；

7)通过调节基底温控电源，使基底温度以1-5℃/min的速度降低到100℃～400℃的条件下，打开Fe靶侧面和基片之间的档板开始溅射，基片位置固定；溅射过程中，基底温度继续保持；

8)溅射结束后，关闭Fe靶侧面和基片之间的档板，然后关闭溅射电源，停止通入溅射气体Ar和O₂，继续抽真空，并调节基底温控电源，使样品以1-3℃/min的速度降低到室温，然后关闭真空系统，向真空室充入纯度为99.999％的氮气，打开真空室，取出样品。

2.如权利要求1所述的对向靶反应溅射外延四氧化三铁薄膜的方法，其特征是采用的基底材料包括了抛光过的不同取向的单晶MgO、SrTiO₃、Nb:SrTiO₃或c-Al₂O₃基底。