CN103590007A - 一种制备含锗和银的类金刚石薄膜的方法 - Google Patents

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王彤彤
高劲松
王笑夷
李玉东
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Abstract

一种制备含锗和银的类金刚石薄膜的方法属于薄膜沉积技术领域，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量级；选择CH4作为气体，在气体流量控制计的控制下以60sccm的气体流量通入End-Hall型离子源；沉积开始前真空室的真空度通过真空室抽气孔调节，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；沉积开始时使用两支电子枪发射电子束在同一时刻蒸发锗和银；在基底上得到含锗和银类金刚石薄膜。在保证类金刚石薄膜优点的同时，银和锗元素的掺杂提高了薄膜在植入人体时的适应性。

Description

一种制备含锗和银的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中涉及的一种制备含锗和银的类金刚石薄膜的方法。
背景技术：
类金刚石（Diamond Like Carbon，DLC）薄膜是一种以碳成分为主，并且碳以sp2或sp3杂化形式键合的薄膜，具有硬度高、摩擦系数小、化学稳定性好等特点。类金刚石薄膜可以通过掺杂不同的元素（例如氧，氮等）使其成分和杂化形式改变，从而达到实现特定用途的目的。
随着医学技术的进步，人体的许多损坏或病变器官都可以通过人造器官进行替换以延长人类的寿命，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。这些人造器官多采用不锈钢、钛等金属制作，而人体中含有大约1%的氯化钠，在人体中大部分以离子形式存在，金属材质的人造器官长时间在这种条件下工作，会产生腐蚀，降低性能，缩短使用寿命。因此通常都要在人造器官的表面镀一层保护膜，以提高使用寿命，保护膜需要满足如下3个要求：1.较高的硬度，具有较好的耐摩擦性能；2.较低的摩擦系数，光滑的表面可以有效降低运动时带来的磨损；3.在人体环境中性质稳定且无害。类金刚石薄膜完全满足以上3个要求，因此被用作人造器官的保护膜。
通过不同的制备方法和制备工艺向类金刚石薄膜中添加不同的元素可以有效的提高其性能。银具有很强的杀菌作用，能有效的避免植入人造器官引起的感染等症状，而锗具有改善血液微循环的作用，可以减少身体对植入人造器官的排斥。
发明内容：
为了实现上述目的，本发明提供一种制备含锗和银的类金刚石薄膜的方法。
为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种制备含锗和银的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；
第二步，在室温下，把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，真空室中的气体通过真空室抽气孔被抽出，调节真空室的真空度达到1×10-3Pa量级；
第四步，选择CH4作为气体，在气体流量控制计的控制下以60sccm的气体流量通入End-Hall型离子源；
第五步，沉积开始前，真空室的真空度通过真空室抽气孔调节，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；
第六步，沉积开始时，使用电子枪发射电子束蒸发银，同时使用电子枪发射电子束蒸发锗，在基底上得到含锗和银类金刚石薄膜。
已有的真空室及沉积工艺进行设备配置其设备包括真空室、End-Hall型离子源、气体流量控制仪、电子束、银、电子枪、锗、电子枪、旋转夹具和基底。
本发明的积极效果：
采用该方法可以在较低的温度下沉积含锗和银类金刚石薄膜，并且可以在大面积下获得均匀的含锗和银类金刚石薄膜，有利于提高生产效率。在保证类金刚石薄膜优点的同时，银和锗元素的掺杂提高了薄膜在植入人体时的适应性。
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。
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。
本发明按技术方案设定的方法步骤实施，第一步，按照图1所示，配置好各种设备包括，真空室、End-Hall型离子源、气体流量控制仪、电子束、银、电子枪、锗、电子枪、旋转夹具和基底；第二步，在室温下，把基底14固定在旋转夹具11上，并调节旋转夹具11与End-Hall型离子源2之间的距离，使基底14至End-Hall型离子源2之间的距离达到500mm，基底14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11使基底14与End-Hall型离子源2之间的距离改变；第三步，真空室1中的气体通过真空室抽气孔12被抽出，调节真空室1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，选择CH4作为气体3，在气体流量控制计4的控制下以60sccm的气体流量通入End-Hall型离子源2。气体也可以选用C2H2等含C气体，只要相应的调整流量即可；第五步，沉积开始前，真空室1的真空度通过真空室抽气孔12调节，真空度保持在2×10-2Pa量级，控制End-Hall型离子源2的阳极电流为2A、阳极电压为90V。第六步，沉积开始时，使用电子枪7发射电子束5蒸发银6，同时使用电子枪10发射电子束8蒸发锗9，在基底14上得到含锗和银类金刚石薄膜13。
沉积的速率使用石英晶体控制仪控制，通过控制不同的沉积速率，可获得所需的锗和银的比例。

Claims (2)

1.一种制备含锗和银的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；
第二步，在室温下，把基底（14）固定在旋转夹具（11）上，并根据End-Hall型离子源（2）的型号调节旋转夹具（11）与End-Hall型离子源（2）之间的距离，使沉积在基底（14）上的薄膜均匀；
第三步，真空室（1）中的气体通过真空室抽气孔（12）被抽出，调节真空室（1）的真空度达到1×10-3Pa量级；
第四步，选择CH4作为气体（3），在气体流量控制计（4）的控制下以60sccm的气体流量通入End-Hall型离子源（2）；
第五步，沉积开始前，真空室（1）的真空度通过真空室抽气孔（12）调节，真空度保持在2×10-2Pa量级，控制End-Hall型离子源（2）的阳极电流为2A、阳极电压为90V；
第六步，沉积开始时，使用电子枪（7）发射电子束（5）蒸发银（6），同时使用电子枪（10）发射电子束（8）蒸发锗（9），在基底（14）上得到含锗和银类金刚石薄膜（13）。
2.一种制备含锗和银的类金刚石薄膜的方法其特征在于，根据权利要求1所述，已有的真空室及沉积工艺进行设备配置其设备包括真空室（1）、End-Hall型离子源（2）、气体流量控制仪（4）、电子束（5）、银（6）、电子枪（7）、锗（9）、电子枪（10）、旋转夹具（11）和基底（14）。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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