[发明专利]一种经氧等离子刻蚀的二氧化锆薄膜及其制备方法

说明书

本发明涉及薄膜制备技术领域，尤其是一种经氧等离子刻蚀的二氧化锆薄膜及其制备方法，现提出如下方案，其包括在基体上经过氧等离子刻蚀过的表面侧制备覆盖在所述表面侧的二氧化锆薄膜。本发明提出一种将基体先经过氧等离子刻蚀，再用磁控溅射实现二氧化锆在经过刻蚀基体上的表面沉积的方法，这种方法制备得到的二氧化锆薄膜性能好，尤其是经过等离子刻蚀后力学性能等到提升，表面粗糙度降低，同时制备方法简单，可以实现大规模制备。

技术领域

本发明涉及薄膜制备技术领域，尤其是一种经氧等离子刻蚀的二氧化锆薄膜及其制备方法。

背景技术

二氧化锆本身是一种白色重质无定形粉末或单斜结晶，无臭无味不溶于水，熔点在2700℃,因其较高的熔点，故常用作耐高温陶瓷，在超高温度下依旧能保持良好的物理性质，低温下还具有良好的绝缘性能，高温状态下会变成导体，同时化学性质也十分稳定，所以常用作合金的防腐蚀层；

目前二氧化锆薄膜制备方法主要是物理方法和化学方法，物理方法有溶胶-凝胶法、电子束蒸发法、磁控溅射等，而化学方法主要是化学气相沉积法、电化学法等，溶胶-凝胶法是使用氧氯化锆等原材料，将原料加入到溶剂(溶剂一般为水、盐溶液或有机溶液)中，再经陈化等步骤使其形成凝胶状物质，最后通过干燥煅烧等工序去除掉溶剂，形成粉末状二氧化锆，结合旋涂法等方法，将二氧化锆涂抹在基体上形成膜，这种方法操作简单，易于大规模生产，但成膜效果不好，膜与基体间的结合力不强，均匀性较差；化学气相沉积法(CVD)是将化学物质进行相互反应得到二氧化锆，CVD优势是操作简单，但由于反应时间较长，短则几小时，长则几天，生产周期过长，且可能会用到如氢气等危险物质，危险性较大，电子束沉积法是在真空条件下利用电子束进行直接加热蒸发二氧化锆，形成的蒸气向基体输运，凝结成薄膜，这种方式成膜性能好，较为均匀，且结合强，但本身能量利用率较低，化合物薄膜被高能电子轰击可能会发生分解，影响了薄膜成分和结构，仪器成本也十分昂贵。

为此，本发明提出了一种经氧等离子刻蚀的二氧化锆薄膜及其制备方法。

发明内容

为解决现有技术中的问题，本发明提出了一种经氧等离子刻蚀的二氧化锆薄膜及其制备方法。

本发明提出一种将基体先经过氧等离子刻蚀，再用磁控溅射实现二氧化锆在经过刻蚀基体上的表面沉积的方法，这种方法制备薄膜性能好，尤其是经过等离子刻蚀后力学性能等到提升，表面粗糙度降低，同时制备方法简单，可以实现大规模制备。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种经氧等离子刻蚀的二氧化锆薄膜及其制备方法，包括在基体上经过氧等离子刻蚀过的表面侧制备覆盖在所述表面侧的二氧化锆薄膜。

进一步地，利用磁控溅射的方式制备覆盖在所述表面侧的二氧化锆薄膜。

进一步地，所述氧等离子刻蚀的步骤包括将经过预处理后的基体放在氧等离子刻蚀机中刻蚀。

进一步地，所述氧等离子刻蚀机的操作步骤包括：将经过预处理的基体放在氧等离子刻蚀机中，并对氧等离子刻蚀机进行抽真空处理，再往氧等离子刻蚀机中充入氧气和氩气，调节功率为90-110w，刻蚀时间为290-310s。

进一步地，所述氧气和氩气的流量为300mL/min，氧气和氩气的流量比为1:1。

进一步地，所述磁控溅射的步骤包括将经过氧等离子刻蚀过基体放在磁控溅射炉中，使得靶材与基体经过氧等离子刻蚀过的表面侧极间距为9-11cm，先对磁控溅射炉抽真空，再充入流量比为10：1的氩气和氧气，保持磁控溅射炉内压强为1Pa，设定磁控溅射炉的温度为200℃，电流为2A，打开基体偏压并施加100V电压，对试样进行10分钟的预溅射。

进一步地，所述预溅射完成后，打开直流电源，将源极电流调整到实验值150mA，对基体进行溅射，制备二氧化锆薄膜。