[发明专利]一种过渡金属氧化物薄膜的直流反应磁控溅射沉积方法

权利要求书

1.一种过渡金属氧化物薄膜的直流反应磁控溅射沉积方法，其特征在于，包括如下步骤：

将安装有过渡金属靶的阴极连接到外部直流电源，设定合适的沉积条件，开启直流电源产生等离子体；

逐步增加或者减少进入真空溅射腔室内的反应气体流量，获得一条关于靶电压和反应气体流量的特定关系曲线；

根据所述关系曲线将反应气体流量零点至靶电压最高点的反应溅射区域划分为金属区，将靶电压最高点之后的反应溅射区域划分为金属氧化物区，靶电压最高点对应的反应气体流量为拐点反应气体流量，在拐点反应气体流量附近获得由多个工艺参数共同决定的工作点；

在该工作点下进行反应磁控溅射沉积从而制备获得性能优异的过渡金属氧化物材料。

2.根据权利要求1所述的沉积方法，其特征在于，在所述金属区内，靶电压随着反应气体流量的增加而增大，在所述金属氧化物区内，靶电压随着反应气体流量的增加保持相对稳定。

3.根据权利要求1所述的沉积方法，其特征在于，动态沉积速率与反应气体流量曲线中动态沉积速率最高点对应的拐点反应气体流量位置，与靶电压和反应气体流量的曲线中的拐点反应气体流量位置有偏差。

4.根据权利要求1所述的沉积方法，其特征在于，所述金属区具有低的光透过率，所述金属氧化物区具有高的光透过率。

5.根据权利要求1所述的沉积方法，其特征在于，在拐点反应气体流量下，金属氧化物薄膜的表面形貌随着气压的升高，从致密紧凑变得疏松，甚至在最高工作气压下出现裂痕。

6.根据权利要求1所述的沉积方法，其特征在于，所述特定关系曲线还可以是靶电压和反应气体分压曲线或靶电压和反应气体含量曲线。

7.根据权利要求1所述的沉积方法，其特征在于，所述金属靶为单一钨靶、钽靶、钼靶或者铌靶以及由这些金属组成的二元或者多元合金靶材。

8.根据权利要求1所述的沉积方法，其特征在于，所述过渡金属氧化物为金属氧化钨、氧化钼、氧化钽或者氧化铌以及由钨、钽、钼和铌组成的二元或者多元合金氧化物薄膜。

9.根据权利要求1所述的沉积方法，其特征在于，所述沉积条件包括电源功率、工作气压、衬底温度和工作距离。

10.根据权利要求1-9任一项所述的沉积方法，其特征在于，反应气体为氧气。