[发明专利]一种增加钨薄膜和硅基片间附着力的方法

说明书

技术领域

本发明专利属于薄膜材料和材料制造领域，涉及一种通过在基片上加镀一层过渡膜来增加所镀钨薄膜和基片间附着力的方法。 

背景技术

磁控溅射是为了在低气压下进行高速溅射，必须有效地提高气体的离化率。通过在靶阴极表面引入磁场，利用磁场对带电粒子的约束来提高等离子体密度以增加溅射率的方法。直流溅射法要求靶材能够将从离子轰击过程中得到的正电荷传递给与其紧密接触的阴极，从而该方法只能溅射导体材料，不适于绝缘材料。常用的金属材料有W、Au、Ag、Ti、Cr等。目前通常采用的方法是：基片和金属粒子溅射方向垂直，在达到一定的真空度和离子浓度时，金属粒子会在基片表面沉积一层均匀的薄膜，薄膜和基片直接接触，基片并没有经过特殊处理，膜厚和试验参数有关。 

发明目的 

本发明的的目的在于通过在硅基片上加镀一层氧化硅薄膜的方法，来增加所镀钨薄膜和硅基片间的附着力。 

发明内容

本发明所提出的技术问题是，提供一种能够增加钨薄膜与硅基片间附着力的方法，良好的附着力以用于研究第一壁材料的辐照效应。 

（1）硅基片的制作 

将硅片清洗干净后放入热氧化炉中氧化，氧化层达到几百纳米；或者直接用等离子体增强化学气相沉积法直接在干净的硅片表面沉积一层SiO₂；或者直接使用干净的石英玻璃作为衬底。用低压化学气相沉积法在硅衬底上沉积一层小颗粒的多晶硅层，在该基片上外延生长，外延的方法可以是使用硅烷或者DCS进行气相外延，这样在基片表面生长一层均匀分布的薄膜，但微观上看表面呈均匀的凹凸现象。 

（2）硅基片清洗 

把制作好的硅基片依次经过乙醇、丙酮、去离子水和高压气流的清洗。 

（3）磁控溅射镀钨 

直流磁控溅射在一定占空比和相对小的电流的情况下，可以保证粒子均匀有序的沉积，在一定的溅射时间和合适的实验参数条件下，钨膜厚度可以达到几微米甚至十几微米，且无脱落现象，膜与基片间附着力良好。 

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。 

实施例1 

本实施例包括以下步骤： 

（1）硅基片的制作 

将硅片清洗干净后放入热氧化炉中，通入O₂，在500-700℃下氧化，氧化层的厚度为100-300nm；或者直接用等离子体增强化学气相沉积法直接在干净的硅片表面沉积一层SiO₂；或者直接使用干净的石英玻璃作为衬底。 用低压化学气相沉积法在硅衬底上沉积一层小颗粒的多晶硅层，厚度在50-200nm，在该基片上外延生长，外延的方法可以是使用硅烷或者DCS进行气相外延，外延的压强为10-100Torr，外延温度为600-1000℃。 

（2）基片的清洗 

1cm*1cm的硅基片，依次在乙醇、丙酮、去离子水中超声清洗10min，然后再用高压气流将其吹干。最后将其固定在样品台上，与粒子发射气流方向垂直。 

（3）钨薄膜的制备 

采用直流磁控溅射的方法，在本底真空3*10-4Pa，电流0.5A，电压300V的条件下，经过约10个小时的溅射，最终生长成附着力良好的微米厚的钨薄膜。