一种采用磁控溅射制备的Sr3Al2O6薄膜及其方法技术

本发明专利技术涉及一种采用磁控溅射制备Sr3Al2O6薄膜及其方法，所述方法具体为：将Sr3Al2O6陶瓷靶材通过磁控溅射的方式，在衬底的温度为300℃‑850℃的生长条件下，制备Sr3Al2O6薄膜。所述方法制备过程简单，易于实施，工艺可控性强，重复性好，靶材重复使用率高，生产成本低；所制得的Sr3Al2O6薄膜，结晶性好、致密性好、表面均匀。

【技术实现步骤摘要】
一种采用磁控溅射制备的Sr3Al2O6薄膜及其方法
本专利技术属于半导体材料领域，具体涉及一种采用磁控溅射制备的Sr3Al2O6薄膜及其方法。
技术介绍
Sr3Al2O6是一种非常有趣的化合物。它既可以制备透明陶瓷，又可以用来作为荧光发光材料使用,还可以做为水溶性材料用于制备各种独立式薄膜。在不需要任何掺杂的条件下能够激发出655nm的红色荧光。可以使用Eu，Dy等不同稀土元素单元素掺杂或者多元素共掺杂，来制备出红色长余辉发光材料。它的长效红色荧光能力可以用来有效消除交流电驱动发光二极管的发光闪烁问题。氧化物红色荧光粉在制备白色发光二极管上具有成本低廉，发光效率高，热发光稳定，易合成等的优势。此外，Sr3Al2O6导电较好，水溶性佳。目前，Sr3Al2O6大多是被制备成粉体材料使用。因为薄膜材料易制备且适用于集成，而且迄今为止，大多数高性能光电器件都是基于薄膜材料。所以，制备Sr3Al2O6薄膜对于该材料在发光器件中的进一步应用是非常必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种采用磁控溅射制备Sr3Al2O6薄膜的方法；具体为：将Sr3Al2O6陶瓷靶材通过磁控溅射的方式，在衬底的温度为300℃-850℃的生长条件下，制备Sr3Al2O6薄膜。本专利技术所述的方法成本低廉、生长速率快；所制得的Sr3Al2O6薄膜厚度均匀，且导电性能好、水溶性优异。本专利技术为了进一步获得更为优良的效果，对方法操作以及参数进行相应的优化。其中，本专利技术结合多项参数，确定在300℃-750℃的温度下生长，对于设备的要求低，且所制得的Sr3Al2O6薄膜性能非常优越；尤其是当所述温度为650℃-850℃时，所生长的薄膜结晶质量更高；更优选所述温度为700℃-750℃；当温度为750℃时，效果最优。其中，本专利技术所述的衬底为硅衬底。本专利技术所采用的方法相对与现有技术，可获得面积更大的薄膜，因此所采用的衬底面积可大于常规的衬底。当然，为了平衡方法效果以及薄膜的性能，本专利技术优选采用的沉淀尺寸为0.5～2cm*0.5～2cm。其中，本专利技术所述的Sr3Al2O6陶瓷靶材由Sr3Al2O6粉末压制而成。靶材规格是根据仪器来选择的，具体本专利技术试验采用的仪器，其靶材托里能放进去的靶材大小为直径60mm。为了使沉积的效果优异，本专利技术在使用所述衬底前，预先进行深度清洁；所述深度清洁可采用常规的方式进行；本专利技术优选采用如下方式：将衬底依次浸泡在丙酮、无水乙醇、去离子水中各超声10～20分钟，取出后用干燥的氮气吹干，即可。其中，所述Sr3Al2O6陶瓷靶材与所述衬底之间的距离为8～12cm，优选为10cm。其中，本专利技术所述的磁控溅射的功率为100-140W，沉积时间为1-2小时；优选地，所述磁控溅射的功率为115-125W，沉积时间为1.8-2小时；最优选的，所述磁控溅射的功率为120W，沉积时间为2小时。其中，所述的方法在沉积室中进行，所述沉积室的本底真空为(1～8)×10-4Pa，气压为0.4Pa～1.2Pa；优选的，通入所述沉积室的气体为惰性气体，如氩气。本专利技术提供一种优选方案，所述方法，包括如下步骤：1)取Sr3Al2O6陶瓷靶材和深度清洁后的硅衬底，放入本底真空为(1～8)×10-4Pa、气压为0.4Pa～1.2Pa的沉积室内；2)以功率为100-140W、温度为650℃-750℃的生长条件，将Sr3Al2O6陶瓷靶材通过磁控溅射的方式沉积至硅衬底上，沉积1-2小时，即得Sr3Al2O6薄膜。本专利技术首次提出通过磁控溅射的方法制备，成功在750℃的衬底温度下制备出结晶质量较好的Sr3Al2O6薄膜。该方法制备过程简单，易于实施，工艺可控性强，重复性好，靶材重复使用率高，生产成本低；采用上述方法所制得的Sr3Al2O6薄膜，结晶性好、致密性好、表面均匀。所述的Sr3Al2O6薄膜在光电器件上的应用。本专利技术的至少包括如下有益效果：(1)本专利技术使用磁控溅射设备，通过控制生长参数，制备了水溶性较好的Sr3Al2O6薄膜。(2)本专利技术在无光照条件下，对Sr3Al2O6薄膜进行了I-V测试，I-V特性曲线导电性较好且稳定。(3)本专利技术所述的方法操作步骤简单、成本低廉，靶材可重复性利用率高，制备的薄膜表面均匀、成膜致密、结晶性较好。附图说明图1为实施例1制得的Sr3Al2O6薄膜的XPS图图2为实施例1制得的Sr3Al2O6薄膜的SEM图；图3为实施例1制得的Sr3Al2O6薄膜的I-V特性曲线图。具体实施方式以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。实施例1本实施例提供一种采用磁控溅射制备Sr3Al2O6的方法，包括如下步骤：1)先取一块Sr3Al2O6陶瓷靶材备用，靶材尺寸规格为：直径约25mm，厚度约4mm；再取一片10mm×10mm大小的Si衬底；将衬底依次浸泡在丙酮、无水乙醇、去离子水中各超声15分钟，取出后用干燥的氮气吹干，待用；2)将Sr3Al2O6陶瓷靶材和深度清洁后的硅衬底，放入磁控沉积室，采用磁控溅射沉积技术进行薄膜沉积，即得Sr3Al2O6薄膜。具体参数如下：功率为120W、衬底温度为750℃，本底真空为1×10-4Pa，通入纯净干燥的氩气后，沉积室的气压为0.8Pa，沉积时间为2小时，靶材与基板之间的间距为10cm(衬底是紧紧固定在基板上的，二者紧贴)。图1为本实施例制得的Sr3Al2O6薄膜的XPS图谱。图2示出了Si衬底上，通过磁控溅射制备出的Sr3Al2O6薄膜的SEM图谱，图谱表明样品致密，表面均匀。图3示出实施例1得到的Sr3Al2O6薄膜的I-V曲线。虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本专利技术作了详尽的描述，但在本专利技术基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本专利技术精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本专利技术要求保护的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用磁控溅射制备Sr3Al2O6薄膜的方法，其特征在于，将Sr3Al2O6陶瓷靶材通过磁控溅射的方式，在衬底的温度为300℃‑850℃的生长条件下，制备Sr3Al2O6薄膜。

【技术特征摘要】
1.一种采用磁控溅射制备Sr3Al2O6薄膜的方法，其特征在于，将Sr3Al2O6陶瓷靶材通过磁控溅射的方式，在衬底的温度为300℃-850℃的生长条件下，制备Sr3Al2O6薄膜。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述衬底为硅衬底。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述磁控溅射的功率为100-140W，沉积时间为1-2小时；优选地，所述磁控溅射的功率为115-125W，沉积时间为1.8-2小时。4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述方法在沉积室中进行，所述沉积室的本底真空为(1～8)×10-4Pa，气压为0.4Pa～1.2Pa；优选的，通入所述沉积室的气体为惰性气体。5.根据权利要求1～4任一项所述的方法，其特征在于，所述温度为650℃-750℃。6.根据权利要求5所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王霞，李培刚，唐为华，
申请(专利权)人：北京镓族科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11