一种离子注入式氮掺杂氮化碳薄膜的制备方法技术

本发明专利技术公开一种离子注入式氮掺杂氮化碳薄膜的制备方法，包括以下步骤：S1、取单晶硅作为衬底，清洗衬底，去除衬底表面污垢；S2、将清洗后的衬底放入离子注入机的磁控溅射腔，采用碳靶，氮气作为离子源，氩气作为溅射气体，通过离子注入机制备得到所述氮掺杂氮化碳薄膜；整个制备过程中只有碳靶进行起辉镀膜，工艺过程简单，质量容易控制；通过离子注入机，有效提高了氮的离子化，并使氮较容易掺入到薄膜中，提高氮化碳薄膜的晶体化；氮的离子化掺入解决了氮在薄膜中不易掺入的缺陷，同时也能够提升氮在薄膜中的掺杂量，使薄膜中的氮以化合物的形成存在，使薄膜中的氮不易流失。

【技术实现步骤摘要】
一种离子注入式氮掺杂氮化碳薄膜的制备方法
本专利技术涉及一种离子注入式氮掺杂氮化碳薄膜的制备方法。
技术介绍
氮化碳指的是一种硬度可以和金刚石相媲美而在自然界中尚未发现的新的共价化合物。1989年理论上预言其结构，1993年在实验室合成成功。1996年，Teter和Hemley通过计算认为氮化碳可能具有5种结构，即α相，β相，立方相、准立方相以及类石墨相。除了类石墨相外，其他4种结构物质的硬度都可以与金刚石相比拟。但是，氮化碳薄膜的制备却是非常不容易，早期许多研究学者也成功制备了氮化碳薄膜，但氮含量不稳定以及氮不易掺入到薄膜中等问题十分突出，以及所制备的薄膜基本处于非晶态，这些都进一步限制了后续氮化碳薄膜的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种离子注入式氮掺杂氮化碳薄膜的制备方法，该方法能够提高氮化碳薄膜的晶体化，且薄膜中的氮不易流失，制备过程简单方便。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种离子注入式氮掺杂氮化碳薄膜的制备方法，包括以下步骤：S1、取单晶硅作为衬底，清洗衬底，去除衬底表面污垢；S2、将清洗后的衬底放入离子注入机的磁控溅射腔，采用碳靶，氮气作为离子源，氩气作为溅射气体，通过离子注入机制备得到所述氮掺杂氮化碳薄膜。进一步的，步骤S1依次用丙酮、酒精、去离子水分别对衬底进行超声波清洗，去除衬底表面的污垢，然后用电风吹吹干。进一步的，步骤S2在离子注入机溅镀之前先进行预溅镀，除去碳靶表面的杂质与污物。本专利技术的有益效果是：一、整个制备过程中只有碳靶进行起辉镀膜，工艺过程简单，质量容易控制；二、通过离子注入机，有效提高了氮的离子化，并使氮较容易掺入到薄膜中，提高氮化碳薄膜的晶体化；三、氮的离子化掺入解决了氮在薄膜中不易掺入的缺陷，同时也能够提升氮在薄膜中的掺杂量，使薄膜中的氮以化合物的形成存在，使薄膜中的氮不易流失。具体实施方式本专利技术提供一种离子注入式氮掺杂氮化碳薄膜的制备方法，包括以下步骤：S1、取单晶硅作为衬底，依次用丙酮、酒精、去离子水分别对衬底进行超声波清洗，去除衬底表面的污垢，然后用电风吹吹干；S2、将清洗后的衬底放入离子注入机的磁控溅射腔，采用碳靶，当真空度符合要求时，通入溅射气体氩气，先进行预溅镀，除去碳靶表面的杂质与污物；然后以氮气作为离子源，通过离子注入机制备得到所述氮掺杂氮化碳薄膜。本实施例真空度为5.0*10-4Pa，溅镀时，工作气压2.0Pa、溅镀功率300w，氩气为20sccm，溅射时间15min。得到的氮掺杂氮化碳薄膜经检测，结晶状态良好，电阻率为8.36*1012Ω.cm，透过率为90.5％。以上所述，仅是本专利技术的较佳实施例而已，并非对本专利技术作任何形式上的限制；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本专利技术技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和
技术实现思路
对本专利技术技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本专利技术技术方案的内容，依据本专利技术的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本专利技术技术方案保护的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离子注入式氮掺杂氮化碳薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、取单晶硅作为衬底，清洗衬底，去除衬底表面污垢；S2、将清洗后的衬底放入离子注入机的磁控溅射腔，采用碳靶，氮气作为离子源，氩气作为溅射气体，通过离子注入机制备得到所述氮掺杂氮化碳薄膜。

【技术特征摘要】
1.一种离子注入式氮掺杂氮化碳薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、取单晶硅作为衬底，清洗衬底，去除衬底表面污垢；S2、将清洗后的衬底放入离子注入机的磁控溅射腔，采用碳靶，氮气作为离子源，氩气作为溅射气体，通过离子注入机制备得到所述氮掺杂氮化碳薄膜。2.根据权利要求1所述的一种离子...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈洪雪，姚婷婷，杨勇，李刚，
申请(专利权)人：中建材蚌埠玻璃工业设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34