CN101956179A - 一种低温沉积含银类金刚石薄膜的方法 - Google Patents

Abstract

一种低温沉积含银类金刚石薄膜的方法属于薄膜沉积技术领域，该方法是：采用已有的真空室及工艺配置，在室温下，调节基底至End-Hall型离子源之间的距离；调节真空室的真空度达到1×10^-3Pa；选择CH₄和H₂作为先驱气体，其体积比为9∶1，CH₄输送到End-Hall型离子源中，H₂通到End-Hall型离子源出口的上方；使用电子枪发射电子束蒸发金属银；沉积开始后，真空室的真空度保持在2×10^-2Pa，控制End-Hall型离子源的阳极电流为2A，阳极电压为90V，即可在基底上得到含银的类金刚石薄膜。本发明方法沉积的含银类金刚石薄膜，在低温条件下即可制备，制得的含银类金刚石薄膜成膜致密，硬度高。

Description

一种低温沉积含银类金刚石薄膜的方法

技术领域

本发明属于薄膜沉积技术领域，涉及一种低温沉积含银类金刚石薄膜的方法。

背景技术

含银类金刚石薄膜(Diamond Like Carbon，DLC)是一种掺杂了金属银的类金刚石薄膜。类金刚石薄膜在结构上和金刚石类似，部分的C和C之间具有sp3杂化成键方式的非晶碳膜，根据制备方法和先驱气体的不同，制备的类金刚石薄膜中含有H、O等其它不同元素。金属银对于大多数微生物都具有毒性，具有很强的杀菌、抗菌功效。因此，基于金属银的很多化合物都用于杀菌的用途。类金刚石薄膜有许多和金刚石薄膜相似的性能，比如高硬度，高耐磨性，摩擦系数小等，而又比金刚石膜容易制备，同时金属银具有很强的杀菌功效。因此，含银类金刚石膜具有广泛的用途，例如冠状动脉支架、人工合成心脏瓣膜、人造心脏、人造关节等，因此含银类金刚石薄膜是一种应用前景非常广泛的材料。

现有制备含银类金刚石薄膜的方法主要是电镀银结合CVD的方法，其具有制备方法复杂、需要多道工序、控制困难的缺点。

发明内容

为了解决现有技术所存在的缺陷，本发明的目的是提供一种低温沉积含银类金刚石薄膜的方法，该方法在室温条件下进行，无需进行温度控制，工序简单易行。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种低温沉积含银类金刚石薄膜的方法，包括如下步骤：

第一步，根据已有的真空室及沉积工艺进行设备配置，该设备包括气体流量控制计、真空室、End-Hall型离子源、电子枪、金属银、旋转夹具和基底；

第二步，在室温下，将基底固定在旋转夹具上，并根据End-Hall型离子源的型号调节旋转夹具与End-Hall型离子源之间的距离，使沉积在基底上的薄膜均匀；

第三步，通过真空室抽气孔将真空室中的气体抽出，控制真空室的真空度达到1×10^-3Pa；

第四步，选择CH₄和H₂作为先驱气体，并按照体积比CH₄∶H₂＝9∶1的比例，在气体流量控制计的控制下，将CH₄通入End-Hall型离子源的内部，将H₂通入End-Hall型离子源的上方；

第五步，沉积开始后，通过真空室抽气孔将真空室的真空度保持在2×10^-2Pa，调整End-Hall型离子源使其阳极电流为2A，阳极电压为90V；同时利用电子枪发射电子束照射金属银使其蒸发，从而在基底上沉积得到含银类金刚石薄膜。

本发明的有益效果是：采用本发明方法沉积的含银类金刚石薄膜，在室温条件下即可制备，不需要额外的基底烘烤加热，即低温制备；设备配置简单，方法简单易行，工艺控制简单，在一个流程中就能完成镀制；本发明方法可以沉积出大面积均匀的含银类金刚石薄膜，同时制备的含银类金刚石薄膜具有较好的抗菌性，同时成膜致密、硬度高，具有广泛的应用前景。

附图说明

图1是本发明方法中采用的真空室及沉积工艺配置的结构示意图。

图中：1、气体流量控制计，2、真空室，3、End-Hall型离子源，4、电子枪，5、电子束，6、金属银，7、旋转夹具，8、抽气孔，9、含银类金刚石膜，10、基底。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明低温沉积含银类金刚石薄膜的方法包括如下步骤：第一步，按照图1所示，配置好各种设备，其中，End-Hall型离子源3的型号为1100型箱式镀膜机，采用双灯丝配置，可以提高沉积的工作时间；第二步，在室温下，把基底10固定在旋转夹具7上，并调节旋转夹具7与End-Hall型离子源3之间的距离，使基底10至End-Hall型离子源3之间的距离达到500mm，基底10可以采用除了金属、玻璃等材料外，还可以使用有机材料基底，如果选用不同型号的End-Hall型离子源，相应的调整旋转夹具7使基底10与End-Hall型离子源3之间的距离做适应性改变，使得沉积的膜层具有良好的均匀性；第三步，真空室2中的气体通过抽气孔8被抽出，调节真空室2的真空度达到1×10^-3Pa量级，如果使用不同尺寸的真空室，使之达到正常工作的真空度即可；第四步，通过气体流量控制计1控制CH₄和H₂的流量比为9∶1，气体要求高纯度，将CH₄通入End-Hall型离子源3的内部，将H₂通入End-Hall型离子源3的上方；也可选用C₂H₂或CO₂等含C气体作为先驱气体，只要相应的调整流量即可；第五步，沉积开始后，真空室2的真空度通过真空室抽气孔8调节，真空度保持在2×10^-2Pa量级，控制End-Hall型离子源的阳极电流为2A，阳极电压为90V；同时利用电子枪4发射高能电子束5照射金属银6使其蒸发，便可在基底10上沉积得到含银类金刚石薄膜9。

Claims (3)

1.一种低温沉积含银类金刚石薄膜的方法，该方法包括如下步骤：

第一步，根据已有的真空室及沉积工艺进行设备配置，该设备包括气体流量控制计(1)、真空室(2)、End-Hall型离子源(3)、电子枪(4)、金属银(6)、旋转夹具(7)和基底(10)；

第二步，在室温下，将基底(10)固定在旋转夹具(7)上，并根据End-Hall型离子源(3)的型号调节旋转夹具(7)与End-Hall型离子源(3)之间的距离，使沉积在基底(10)上的薄膜均匀；

第三步，通过真空室抽气孔(8)将真空室(2)中的气体抽出，控制真空室(2)的真空度达到1×10^-3Pa；

第四步，选择CH₄和H₂作为先驱气体，并按照体积比CH₄∶H₂＝9∶1的比例，在气体流量控制计(1)的控制下，将CH₄通入End-Hall型离子源(3)的内部，将H₂通入End-Hall型离子源(3)的上方；

第五步，沉积开始后，通过真空室抽气孔(8)将真空室(2)的真空度保持在2×10^-2Pa，调整End-Hall型离子源(3)使其阳极电流为2A，阳极电压为90V；同时利用电子枪(4)发射电子束(5)照射金属银(6)使其蒸发，从而在基底(10)上沉积得到含银类金刚石薄膜(9)。

2.如权利要求1所述的低温沉积含银类金刚石薄膜的方法，其特征在于，所述第二步中的End-Hall型离子源(3)的型号为1100型箱式镀膜机，通过调节旋转夹具(7)，基底(10)至End-Hall型离子源(3)之间的距离为500mm。

3.如权利要求1所述的低温沉积含银类金刚石薄膜的方法，其特征在于，所述基底(10)的材料为金属或玻璃或有机材料。

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