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Si/Ti/Al硬质基底的直流 磁控溅射制备方法及应用

阅读：1011发布：2020-07-22

专利汇可以提供Si/Ti/Al硬质基底的直流磁控溅射制备方法及应用专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种Si/Ti/Al硬质基底的直流磁控溅射制备方法及应用，该制备方法包括如下步骤：取Si片基板三次化学清洗后，真空除尘，预热30分至200摄氏度后，进行Ti溅射，溅射条件为本底真空度5×10‑4Pa、Ar气氛压力 0.50pa、溅射时间为1min、溅射电流为1A，完成Ti溅射后进行Al溅射，完成Al溅射后降温至室温取出，即得。本发明采用导电硬质基底，则可以解决陶瓷薄膜的脆性问题，有利于纳米器件的制作；使用直流法进行磁控溅射，重复性好，成膜质量高，制备陶瓷薄膜的有序度好，时间短。，下面是Si/Ti/Al硬质基底的直流磁控溅射制备方法及应用专利的具体信息内容。

权利要求

1.Si/Ti/Al硬质基底的直流磁控溅射制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、取Si片基板三次化学清洗后，真空除尘，预热30分至200摄氏度后，进行Ti溅射，钛的溅射厚度为50-100nm,溅射条件为本底真空度5×10-4Pa、Ar气氛压力0.50pa、溅射时间为
1min、溅射电流为1A；
S2、完成Ti溅射后进行Al溅射，Al的厚度为2μm左右，溅射条件为本底真空度5×10-4Pa、Ar气氛压力0.4pa、溅射时间为30min、溅射电流为0.4A，完成Al溅射后降温至室温取出，即得。
2.如权利要求1所述的Si/Ti/Al硬质基底的直流磁控溅射制备方法，其特征在于，通过以下步骤完成Si片基板的三次化学清洗：
步骤一、把Si片基板置于由氨水、双氧水、去离子水按体积比1:1:5混合所得的溶液中，在85℃水浴中搅拌清洗15min；
步骤二、将步骤S1所得的Si片基板置于由盐酸、双氧水、去离子水按体积比1:1:5混合所得的溶液中，在85℃水浴中搅拌清洗15min；
步骤三、步骤S2所得的Si片基板置于质量分数为10％的HF中，清洗3-5min，去除Si片基板表面的氯化层；最后用去离子水把Si片基板表面清洗干净，并快速干燥并放入真空无尘的容器中。
3.如权利要求1所述的Si/Ti/Al硬质基底的直流磁控溅射制备方法所得的Si/Ti/Al硬质基底的应用，其特征在于，可用于制备阳极氧化铝模板。
4.如权利要求3所述的Si/Ti/Al硬质基底的直流磁控溅射制备方法所得的Si/Ti/Al硬质基底的应用，其特征在于，通过以下步骤制备阳极氧化铝模板：
将溅射好的Si/Ti/Al硬质基底用丙酮和乙醇超声清洗后室温置于0.3M草酸溶液中40V直流氧化3h；然后取出后置于5％磷酸40摄氏度清除障壁层5min,清水洗净即可。

说明书全文

Si/Ti/Al硬质基底的直流磁控溅射制备方法及应用

技术领域

[0001] 本发明涉及纳米材料领域，具体涉及一种Si/Ti/Al硬质基底的直流磁控溅射制备方法及应用。

背景技术

[0002] 多孔阳极氧化铝模板，是生长在铝衬底上的脆性陶瓷薄膜，而模板法制备纳米线，需要模板具有规则的孔道结构，而脆性陶瓷薄膜非常容易被破坏。且模板与金属铝之间还存在较厚的障壁层，阻碍了活性物质与基底的直接接触，要除去障壁层必须要将脆性陶瓷薄膜从基底上剥离才能除去，独立的脆性薄膜结构更易被破坏。

[0003] 同时现阶段主要使用的射频磁控溅射，条件难于把控，调节溅射条件较为困难。

发明内容

[0004] 为解决上述问题，本发明提供了一种Si/Ti/Al硬质基底的直流磁控溅射制备方法及应用。

[0005] 为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

[0006] Si/Ti/Al硬质基底的直流磁控溅射制备方法，包括如下步骤：

[0007] S1、取Si片基板三次化学清洗后，真空除尘，预热30分至200摄氏度后，进行Ti溅射,钛的溅射厚度为50-100nm；溅射条件为本底真空度5×10-4Pa、Ar气氛压力0.50pa、溅射时间为1min、溅射电流为1A；

[0008] S2、完成Ti溅射后进行Al溅射，Al的厚度为2μm左右,溅射条件为本底真空度5×10-4Pa、Ar气氛压力0.4pa、溅射时间为30min、溅射电流为0.4A，完成Al溅射后降温至室温取出，即得。

[0009] 其中，通过以下步骤完成Si片基板的三次化学清洗：

[0010] 步骤一、把Si片基板置于由氨水、双氧水、去离子水按体积比1:1:5混合所得的溶液中，在85℃水浴中搅拌清洗15min；

[0011] 步骤二、将步骤S1所得的Si片基板置于由盐酸、双氧水、去离子水按体积比1:1:5混合所得的溶液中，在85℃水浴中搅拌清洗15min；

[0012] 步骤三、步骤S2所得的Si片基板置于质量分数为10％的HF中，清洗3-5min，去除Si片基板表面的氯化层；最后用去离子水把Si片基板表面清洗干净，并快速干燥并放入真空无尘的容器中。

[0013] 所得的Si/Ti/Al硬质基底可用于制备阳极氧化铝模板；具体通过以下步骤制备阳极氧化铝模板：

[0014] 将溅射好的Si/Ti/Al硬质基底用丙酮和乙醇超声清洗后，室温置于0.3M草酸溶液中40V直流氧化3h；然后取出后置于5％磷酸40摄氏度清除障壁层5min,清水洗净即可。

[0015] 本发明具有以下有益效果：

[0016] 采用导电硬质基底，则可以解决陶瓷薄膜的脆性问题，有利于纳米器件的制作；使用直流法进行磁控溅射，重复性好，成膜质量高，制备陶瓷薄膜的有序度好，时间短。附图说明

[0017] 图1为本发明实施例中Al/Ti/Si的表面形貌图。

[0018] 图2为本发明实施例中Al/Ti/Si的切面图。

[0019] 图3为本发明实施例中阳极氧化后阳极氧化铝模板的表面孔结构。

[0020] 图4为本发明实施例的工艺流程图。

具体实施方式

[0021] 为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0022] 本发明实施例提供了一种Si/Ti/Al硬质基底的直流磁控溅射制备方法，包括如下步骤：

[0023] S1、取Si片基板三次化学清洗后，真空除尘，预热30分至200摄氏度后，进行Ti溅射-4钛的溅射厚度为50-100nm；溅射条件为本底真空度5×10 Pa、Ar气氛压力0.50pa、溅射时间为1min、溅射电流为1A；

[0024] 通过以下步骤完成Si片基板的三次化学清洗：

[0025] 步骤一、把Si片基板置于由氨水、双氧水、去离子水按体积比1:1:5混合所得的溶液中，在85℃水浴中搅拌清洗15min；

[0026] 步骤二、将步骤S1所得的Si片基板置于由盐酸、双氧水、去离子水按体积比1:1:5混合所得的溶液中，在85℃水浴中搅拌清洗15min；

[0027] 步骤三、步骤S2所得的Si片基板置于质量分数为10％的HF中，清洗3-5min，去除Si片基板表面的氯化层；最后用去离子水把Si片基板表面清洗干净，并快速干燥并放入真空无尘的容器中。

[0028] S2、完成Ti溅射后进行Al溅射，Al的厚度为2μm左右，最好小于2μm,溅射条件为本底真空度5×10-4Pa、Ar气氛压力0.4pa、溅射时间为30min、溅射电流为0.4A，完成Al溅射后降温至室温取出，即得。

[0029] 本具体实施所得的Si/Ti/Al硬质基底可用于制备阳极氧化铝模板；具体通过以下步骤制备阳极氧化铝模板：

[0030] 将溅射好的Si/Ti/Al硬质基底用丙酮和乙醇超声清洗后，室温置于0.3M草酸溶液中40V直流氧化3h；然后取出后置于5％磷酸40摄氏度清除障壁层5min,清水洗净即可。

[0031] 可以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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