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专利号: 2016110115462
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 对金属材料的镀覆;用金属材料对材料的镀覆;表面化学处理;金属材料的扩散处理;真空蒸发法、溅射法、离子注入法或化学气相沉积法的一般镀覆;金属材料腐蚀或积垢的一般抑制〔2〕
更新日期:2024-01-05
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摘要:

权利要求书:

1.一种厚度渐变图案化薄膜的制备方法,其特征在于:

1)根据要得到的厚度渐变图案利用ANSYS、COMSOL等软件来设计磁场,磁场设计的磁场的强度分布对应图案化薄膜的厚度分布,即薄膜厚度越厚的地方设计的磁场强度也越强,磁场由永磁体或软磁体构成;

2)根据软件模拟的结果将具有特定磁场分布的磁铁转移并固定到衬底的上部,以使衬底周围产生与ANSYS、COMSOL等软件设计的磁场相同的磁场分布,然后把放置好永磁体或软磁体的衬底固定在磁控溅射仪器正极的样品台上,使衬底不带磁铁的一面朝向磁性金属靶;

3)把磁性金属靶固定在磁控溅射仪器负极的靶台上,抽真空至10-3Pa,充入适量氩气并保持真空度在1Pa左右,开始溅射,溅射过程中通过观察膜厚仪示数,待显示薄膜厚度达到

40nm时停止溅射,待溅射腔中温度冷却到室温后,取出样品,在衬底上得到图案化厚度分布的金属薄膜;溅射过程中不旋转样品台,真空腔内温度最高不得超过40℃,靶材用冷却水冷却。

2.根据权利要求1所述的一种厚度渐变图案化薄膜的制备方法,其特征在于:磁控溅射过程的条件为:金属靶材的溅射功率为110W~140W,驻波比为1,正负极间电压为300V,氩气流量为73%,通氩气后腔内压强为1Pa,衬底与磁性金属靶之间的距离为15cm~20cm。

3.根据权利要求1或2所述的一种厚度渐变图案化薄膜的制备方法,其特征在于:所用的永磁体或软磁体的磁化强度大小在750kA/m左右。

4.根据权利要求3所述的一种厚度渐变图案化薄膜的制备方法,其特征在于:该衬底为不具备磁性且表面平整的石英玻璃片或硅片,衬底的厚度小于3mm,衬底的表面平整度小于

0.4nm。

5.根据权利要求4所述的一种厚度渐变图案化薄膜的制备方法,其特征在于:该磁性金属靶或是磁性金属铁、钴、镍,也或是磁性金属合金镍铁合金、镍钴合金、钴铁硼合金。