CN108070835A - 一种高电阻温度系数二氧化钒薄膜及其低温沉积方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高电阻温度系数二氧化钒薄膜及其低温沉积方法，所述薄膜由通过磁控溅射依次形成在衬底上的三氧化二钒籽晶层以及掺杂二氧化钒薄膜层构成，所述掺杂二氧化钒薄膜层的化学组成为W_xTi_yV_1‑x‑yO₂，其中0＜x＜0.1，0＜y＜0.2，x：y=（0.1～0.5）：1。本发明制备的二氧化钒薄膜结晶质量高，完全无杂相，且具有较高的电阻温度系数。

Description

一种高电阻温度系数二氧化钒薄膜及其低温沉积方法

技术领域

本发明涉及探测器及传感器技术领域，具体涉及一种高电阻温度系数二氧化钒薄膜以及在低温条件下制备出高电阻温度系数二氧化钒薄膜的方法，可用于非制冷红外探测器、传感器等基于热敏原理的敏感薄膜材料的制备技术。

背景技术

氧化钒薄膜作为热敏薄膜具有响应率高、电阻温度系数高、良好的MENS工艺兼容性以及集成电路工艺兼容性等优点，因此、氧化钒薄膜作为热敏薄膜被广泛应用于制备探测性能优异的微测辐射热计型非制冷焦平面阵列和相应的非制冷红外探测器(韦良忠，朱汪龙、刘燕、陈黎明，一种高电阻温度系数氧化钒薄膜制备方法，专利公告授权号：CN103882389B)。基于氧化钒敏感薄膜的器件中，氧化钒薄膜的电阻温度系数(TCR)是影响器件最终性能指标的重要参数。以非制冷焦平面阵列红外探测器为例，热敏薄膜的TCR越高，则其噪声等效温差(NETD)越小，探测器越灵敏。另外，氧化钒薄膜的制备温度也很重要，为了保证氧化钒薄膜与器件的兼容性，制备温度不可以太高，通常需要在350℃以下，这样才能保证器件聚酰亚胺(PI)层不被破坏。氧化钒的方块电阻同样很重要，需要在一个合适的范围内(一般室温在10KΩ～200KΩ)，方块电阻过高会增大器件功耗，方块电阻过小会降低器件响应率。

作为重要的氧化物半导体材料，氧化钒随着氧含量的不同具有多达13种可稳定的相，而不同相的氧化钒都具有不同的相变特性和相变温度，性质差别很大。这就使得氧化钒薄膜的制备成为热敏器件研制的难点，因为相的多而复杂，必然会导致混合氧化钒薄膜组分的控制难度大，从而影响器件的稳定性。二氧化钒薄膜具有熔点高、相变温度接近室温、稳定性好等特点，但由于其存在热滞回线，使得其热敏特性在相变区域不可用，因此，如果能制备出纯相二氧化钒薄膜，同时消除热滞，充分利用相变区域附近电阻超高敏感特性，可望获得高电阻温度系数、高稳定的VO₂纯相薄膜，将显著提高器件的探测性能和稳定性。

目前制备氧化钒热敏薄膜的方法主要有：溶胶-凝胶(sol-gel)法、化学气相沉积(CVD)法、离子束溅射沉积法、反应磁控溅射法等。其中sol-gel法成本虽低，但与MENS工艺兼容性差，不适于批量制造非制冷焦平面阵列工艺。CVD法必须使用含钒离子的有机气源，这将显著增加薄膜制造成本。离子束溅射沉积法则需要辅助离子源，如果要在大尺寸基片上沉积均匀的氧化钒薄膜，则需要离子束分布均匀、束斑直径大的离子源，目前制造这种离子源的成本很高。反应磁控溅射是目前用于制备氧化钒热敏薄膜的最普遍的方法之一，但这种方法由于使用金属作为靶材，可控性和重复稳定性不高。

氧化钒多晶薄膜相图复杂，故VO₂薄膜制备过程易产生杂相，并具有热滞回线。研究开发与器件兼容的低温工艺，并且获得稳定性好，重复性高，均匀性良好的高电阻温度系数氧化钒薄膜是当前氧化钒薄膜在器件方面大批量生产的关键。

发明内容

针对现有技术的以上问题，本发明的目的在于提供一种在低温条件下制备出的高电阻温度系数二氧化钒薄膜及其制备方法，采用该方法能制备出稳定性好，重复性高，均匀性良好的高电阻温度系数二氧化钒纯相薄膜，制备温度低且与MENS工艺和集成电路工艺兼容性良好，适合二氧化钒热敏薄膜器件的批量生产。

在此，本发明提供一种高电阻温度系数二氧化钒薄膜，所述薄膜由通过磁控溅射依次形成在衬底上的三氧化二钒籽晶层以及掺杂二氧化钒薄膜层构成，所述掺杂二氧化钒薄膜层的化学组成为W_xTi_yV_1-x-yO₂，其中0＜x＜0.1，0＜y＜0.2，x：y＝(0.1～0.5)：1。

本发明的高电阻温度系数二氧化钒薄膜具有较高的电阻温度系数，在280K～350K之间的电阻温度系数为-3.5％/K～-6.5％/K。而且，所述薄膜在280K～350K之间的电阻温度曲线平滑，无突变产生。薄膜平整度高、成膜均匀性好，4英寸范围内电阻非均匀性可达±5％以内，有望成在以热敏薄膜为基的器件(例如非制冷红外探测器、传感器等)中获得应用。

本发明中，是通过控制掺杂二氧化钒薄膜层的化学计量比，获得高电阻温度系数的二氧化钒薄膜，并消除所述VO₂薄膜的热滞回线。研究发现，Ti元素掺杂有利于降低热滞回线，但却会在一定程度上导致薄膜相变温度提高且降低电阻温度系数，W元素掺杂对薄膜热滞回线影响小，但有利于降低薄膜相变温度且大幅度提高电阻温度系数，因此本发明采用共掺杂的方式。

较佳地，所述掺杂二氧化钒薄膜层的厚度为50～200nm。

本发明中，所述掺杂二氧化钒薄膜层为多晶薄膜，呈现VO₂单纯结晶相，具有平均粒径为50～100nm的纳米结构。

较佳地，所述三氧化二钒籽晶层的厚度为2～50nm。

本发明还提供一种所述高电阻温度系数二氧化钒薄膜的制备方法，其特征在于，包括：

以三氧化二钒为溅射靶材，氩气为溅射气体、在衬底上进行第一次磁控溅射以在所述衬底上生长三氧化二钒籽晶层；以及

以化学组成为W_xTi_yV_1-x-yO₂的掺杂二氧化钒为溅射靶材，氩气为溅射气体、氧气为反应气体在生长有二氧化钒籽晶层的衬底上进行第二次磁控溅射以在所述二氧化二钒籽晶层上沉积掺杂二氧化钒薄膜层。

本发明的方法以V₂O₃作为籽晶层，通过磁控溅射镀膜的方法，采用钨、钛共掺二氧化钒(VO₂)陶瓷为靶材，以氩气为溅射气体，在通入少量氧气的环境下进行溅射成掺杂VO₂薄膜。通过采用V₂O₃籽晶层，可以利用V₂O₃沉积温度范围广，易自发结晶，并且与VO2存在良好的外延关系的性质，降低VO₂薄膜的制备温度至300℃以下(200～300℃)。通过掺杂，可以消除VO₂薄膜热滞回线。并且，利用VO₂部分相变特性达到提升电阻温度系数的目的。本发明无需二次退火热处理，一次成膜，工艺简单，既可保证VO₂薄膜与MENS工艺和集成电路工艺的兼容性，又可以得到方块电阻适中的VO₂薄膜材料，同时还可以实现大面积(6英寸)均匀镀膜生产，适于大批量基于VO₂热敏薄膜的器件制造，可满足高性能氧化钒基非制冷红外探测器的应用要求。

本发明中，所述三氧化二钒靶材的原料为V₂O₃粉体，压制方法可以为冷等静压。采用冷等静压的方法压制三氧化二钒靶材时，压力可以在150-260MPa，保压时间可以为5-30分钟。

本发明中，所述掺杂二氧化钒靶材的原料为WO₃、TiO₂和VO₂纳米粉体，压制方法可以为热压烧结。

较佳地，第一次磁控溅射的工艺参数可为：衬底温度200～300℃，溅射功率20～50W，沉积时间5～60分钟，沉积室背底真空为10^-5Pa～5×10^-5Pa。此外，生长V2O3可以不用氧气，也可用少量氧气。

又，较佳地，第二次磁控溅射的工艺参数可为：保持衬底温度200～300℃溅射功率50～200W，沉积时间50～200分钟，氧气分压0.1～0.5％，沉积室背底真空为10^-5Pa～5×10^-5Pa。

本发明的方法制备工艺简单，可重复性高，稳定性好且与MENS工艺和集成电路工艺兼容，通过引入V₂O₃籽晶层，同时调整氧气分压，溅射功率，衬底加热温度等关键参数，最终可获得高电阻温度系数的VO₂纯相多晶薄膜。本发明可为氧化钒热敏薄膜的推广与应用提供了可靠技术路线。

附图说明

图1：本发明实施例1所制备的VO₂薄膜的X射线衍射谱图(θ-2θ联动扫描)；

图2：本发明实施例1所制备的VO₂薄膜的X射线衍射谱图(小角度掠射扫描)；

图3：本发明实施例1所制备的VO₂薄膜原子力显微镜图；

图4：本发明实施例1所制备的VO₂薄膜透射电镜图；

图5：本发明实施例1所制备的VO₂薄膜电阻-温度曲线图；

图6：本发明实施例1所制备的VO₂薄膜电阻温度系数分布图；

图7：本发明实施例1所制备的VO₂薄膜4英寸样品实物图及电阻均匀性分布图。

具体实施方式

以下结合附图和下述实施方式进一步说明本发明，应理解，下述实施方式仅用于说明本发明，而非限制本发明。

本发明涉及一种室温高电阻温度系数的二氧化钒(VO₂)薄膜及其低温沉积方法，所述二氧化钒薄膜为纯晶相的VO₂多晶薄膜，在室温下具有-3.5％/K～-6.5％/K的高电阻温度系数。本发明的方法以V₂O₃作为籽晶层，通过磁控溅射镀膜的方法，采用钨、钛共掺二氧化钒(VO₂)陶瓷为靶材，以氩气为溅射气体，在通入少量氧气的环境下进行溅射成掺杂VO₂薄膜。本发明的方法是制备工艺简单，可重复性高，稳定性好且与MENS工艺和集成电路工艺兼容的物理镀膜法，通过引入V₂O₃籽晶层，同时调整氧气分压，溅射功率，衬底加热温度等关键参数，最终可获得高电阻温度系数的VO₂纯相多晶薄膜。本发明可为氧化钒热敏薄膜的推广与应用提供了可靠技术路线。

本发明的高电阻温度系数二氧化钒薄膜由通过低温磁控溅射技术依次形成在衬底上的V₂O₃籽晶层以及掺杂二氧化钒薄膜层构成，所述薄膜在低温条件(300℃以下)下直接溅射获得，在280K～350K之间具有无热滞的电阻-温度回线和较高的电阻温度系数。其中，所述籽晶层为三氧化二钒(V₂O₃)层，所述掺杂二氧化钒薄膜层的化学组成为W_xTi_yV_1-x-yO₂，其中0＜x＜0.1，0＜y＜0.2，x：y＝(0.1～0.5)：1。磁控溅射靶材为三氧化二钒陶瓷靶以及钨、钛共掺二氧化钒陶瓷靶，溅射气体为氩气，反应气体为氧气。

以下具体说明本发明在低温条件下制备出的高电阻温度系数二氧化钒薄膜及其制备方法。

本发明中，以V₂O₃作为籽晶层。采用V₂O₃作为生长籽晶层，可诱导VO₂薄膜的低温生长，能够降低VO₂薄膜的制备温度至300℃以下(200～300℃)。V₂O₃籽晶层由V₂O₃陶瓷靶溅射而成，可以在生长V₂O₃籽晶层之前，先进行三氧化二钒(V₂O₃)靶材的压制。

三氧化二钒靶材的原料可以采用V₂O₃粉体。V₂O₃粉体的纯度可以在99％以上。例如，可以采用分析纯的V₂O₃粉体。

压制方法可以为冷等静压。采用冷等静压的方法压制三氧化二钒靶材时，压力可以在150-260MPa，保压时间可以为5-30分钟。作为一个示例，V₂O₃陶瓷靶的制法可以为：以分析纯的V₂O₃粉体为主要原料，放入自动研钵进行充分研磨12h以上；将研磨完成的粉体装入模具预压成型，并采用冷等静压方式压制成V₂O₃靶材。

本发明中，掺杂二氧化钒薄膜层的化学组成为W_xTi_yV_1-x-yO₂，其中0＜x＜0.1，0＜y＜0.2。在一个优选方案中，x：y可以为(0.1～0.5)：1。通过控制掺杂二氧化钒薄膜层的化学计量比，可以消除所述VO₂薄膜的热滞回线，研究发现，Ti元素掺杂有利于降低热滞回线，但却会在一定程度上导致薄膜相变温度提高且降低电阻温度系数，W元素掺杂对薄膜热滞回线影响小，但有利于降低薄膜相变温度且大幅度提高电阻温度系数，因此本发明采用共掺杂的方式。该掺杂VO₂薄膜层由掺杂的VO₂陶瓷靶材磁控溅射而成，可以在生长掺杂VO₂薄膜层之前，先进行掺杂VO₂靶材的压制。

掺杂二氧化钒靶材的原料可以采用WO₃、TiO₂和VO₂纳米粉体。WO₃、TiO₂和VO₂纳米粉体的纯度可以在99％以上。例如，可以采用分析纯的WO₃、TiO₂和VO₂纳米粉体。压制靶材粉体在粒度上无特殊要求，普通级别即可。

掺杂二氧化钒靶材的压制方法可以为热压烧结。采用热压烧结压制掺杂二氧化钒靶材时，烧结温度可以在400～640℃，压力可以在20～40MPa。具体的，可以将原料按薄膜所需化学计量比称量后，混合放入自动研钵进行充分研磨，然后通过热压炉进行热压烧结。

靶材压制完成后，通过低温(200～300℃)磁控溅射技术依次在衬底上形成籽晶层以及二氧化钒薄膜层。低温沉积对于提高生产流程中与后续MENS工艺和集成电路工艺兼容性意义重大。

本发明中，对衬底的材料和尺寸没有特别限制，而且本发明可以实现大面积均匀镀膜生产。例如，可以采用单晶硅片、平板玻璃、蓝宝石等等作为衬底。在使用前，可以对衬底进行清洗，清洗的方式没有特别限定，可采用已知的方法。例如，依次采用丙酮、异丙醇等有机溶剂进行超声清洗，清洗时间为5分钟，最后用氮气枪吹干。

V₂O₃籽晶层的生长

V₂O₃籽晶层的生长可以包括：抽真空，充入氩气，保持气体压力为0.5～5.0Pa，籽晶层控制沉积温度为200～300℃(即衬底温度)，溅射功率20～50W，沉积时间5～60分钟。沉积温度在200～300℃时，具有结晶度高，重复性强的优点。又，可以以1-3℃/min的数量升温至200～300℃。此外，V₂O₃层沉积过程中，沉积室背底真空为1～5*10^-5Pa。此外，生长V2O3可以不用氧气，也可用少量氧气。

掺杂二氧化钒薄膜层的生长

生长掺杂二氧化钒薄膜层可以包括：在生长籽晶层之后，充入氧气，氧气分压0.1～0.5％，保持200～300℃，溅射功率50～200W，沉积时间50～200分钟。通过控制所述氧气分压使制备的VO₂薄膜为单纯结晶相。此外，掺杂二氧化钒薄膜层沉积过程中，控制沉积室背底真空为1～5*10^-5Pa。

本发明的方法是制备工艺简单，可重复性高，稳定性好且与MENS工艺和集成电路工艺兼容的物理镀膜法，通过引入V₂O₃籽晶层，同时调整氧气分压，溅射功率，衬底加热温度等关键参数，最终可获得高电阻温度系数的VO₂纯相多晶薄膜。本发明可为氧化钒热敏薄膜的推广与应用提供了可靠技术路线。

本发明的VO₂薄膜材料在280K～350K之间的电阻温度系数为-3.5％/K～-6.5％/K，并且电阻温度曲线平滑，无突变产生；所述VO₂薄膜为多晶薄膜，呈现VO₂单纯结晶相，具有平均晶粒直径尺寸50～100nm的纳米结构，厚度为50～200nm。厚度在50～200nm时，具有薄膜性质均匀稳定，易于控制的优点。

本发明的优点：

本发明通过采用V₂O₃籽晶层，可以利用其沉积温度较低并且与二氧化钒存在良好外延匹配关系的性质，降低VO₂薄膜的制备温度至300℃以下(200～300℃)。通过掺杂，可以消除VO₂薄膜热滞回线并提升电阻温度系数。本发明无需二次退火热处理，一次成膜，工艺简单，既可保证VO₂薄膜与MENS工艺和集成电路工艺的兼容性，又可以得到方块电阻适中的VO₂薄膜材料，同时还可以实现大面积(6英寸)均匀镀膜生产，适于大批量基于VO₂热敏薄膜的器件制造，可满足高性能氧化钒基非制冷红外探测器的应用要求；

本发明制备的VO₂纯相多晶薄膜结晶质量高，完全无杂相，且具有较高的电阻温度系数，室温附近TCR高达-3.5％/K～-6.5％/K。薄膜平整度高、成膜均匀性好，4英寸范围内电阻非均匀性可达±5％以内，有望成在以热敏薄膜为基的器件中获得应用。

下面进一步例举实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。

实施例1

(a)三氧化二钒(V₂O₃)靶材的压制：以分析纯的V₂O₃粉体为主要原料，放入自动研钵进行充分研磨12h以上；将研磨完成的粉体装入模具预压成型，形状为圆柱状，直径为5cm，厚度0.5cm；采用冷等静压方式压制成V₂O₃靶材，压力260MPa，保压时间15min；

(b)W、Ti共掺VO₂靶材的压制：以分析纯的WO₃、TiO₂和VO₂纳米粉体为主要原料，按W_0.05Ti_0.1V_0.85O₂的化学计量比进行称量，混合放入自动研钵进行充分研磨12h以上；将研磨完成的粉体装入模具，通过热压炉进行热压烧结，烧结温度620℃，压力30MPa，成型后尺寸直径为5～5.2cm，厚度0.5cm；

(c)衬底的准备与清洗：采用镀制了SiN_x的Si片作为生长基底，依次采用丙酮、异丙醇等有机溶剂进行超声清洗，清洗时间为5分钟，最后用氮气枪吹干；

(d)V₂O₃籽晶层的生长：采用磁控溅射法，真空抽至5*10^-5Pa，充入高纯氩气，保持气体压力为1Pa，以5℃/min的升温速率，升温至275℃；沉积时保持溅射功率20W，沉积时间5min；

(e)VO₂薄膜的生长：充入高纯氧氩混合气体并保持高纯氩气，调整氧气分压为0.23％，保持275℃；沉积时溅射功率50W，沉积时间100min。

本实例制备的VO₂薄膜相纯度高(由附图1所示)，为多晶薄膜(由附图2所示)；薄膜表面平整度好(由附图3所示)；且结晶度良好(由附图4所示)；电阻-温度曲线平滑，无突变且无热滞(由附图5所示)；具有较高的电阻温度系数(由附图6所示)；通过透射电镜等手段可测得三氧化二钒籽晶层的厚度约为2nm，掺杂二氧化钒薄膜层的厚度约为50nm；样品尺寸为4英寸(由附图7所示)，经测定其电阻非均匀性可达±5％以内，可适用于器件应用。

实施例2

(a)三氧化二钒(V₂O₃)靶材的压制：同实施例1.

(b)W、Ti共掺VO₂靶材的压制：以分析纯的WO₃、TiO₂和VO₂纳米粉体为主要原料，按W_0.01Ti_0.1V_0.89O₂的化学计量比进行称量，混合放入自动研钵进行充分研磨12h以上；将研磨完成的粉体装入模具，通过热压炉进行热压烧结，烧结温度640℃，压力20MPa，成型后尺寸直径为5～5.2cm，厚度0.5cm；

(c)衬底的准备与清洗：采用镀制了SiN_x的Si片作为生长基底，依次采用丙酮、异丙醇等有机溶剂进行超声清洗，清洗时间为5分钟，最后用氮气枪吹干；

(d)V₂O₃籽晶层的生长：采用磁控溅射法，真空抽至1*10^-5Pa，充入高纯氩气，保持气体压力为1Pa，以5℃/min的升温速率，升温至210℃；沉积时保持溅射功率50W，沉积时间30min；

(e)VO₂薄膜的生长：充入高纯氧氩混合气体并保持高纯氩气，调整氧气分压为0.45％，保持210℃；沉积时溅射功率100W，沉积时间50min。

本实例制备的VO₂薄膜相纯度高，为多晶薄膜；薄膜表面平整度好；且结晶度良好；电阻-温度曲线平滑，无突变且无热滞；具有较高的电阻温度系数；三氧化二钒籽晶层的厚度约为10nm，掺杂二氧化钒薄膜层的厚度约为70nm；样品电阻均匀度好，4英寸范围内电阻非均匀性可达±5％以内，可适用于器件应用。

实施例3

(a)三氧化二钒(V₂O₃)靶材的压制：同实施例1.

(b)W、Ti共掺VO₂靶材的压制：以分析纯的WO₃、TiO₂和VO₂纳米粉体为主要原料，按W_0.01Ti_0.1V_0.89O₂的化学计量比进行称量，混合放入自动研钵进行充分研磨12h以上；将研磨完成的粉体装入模具，通过热压炉进行热压烧结，烧结温度600℃，压力40MPa，成型后尺寸直径为15cm，厚度0.5cm；

(c)衬底的准备与清洗：采用镀制了SiN_x的Si片作为生长基底，依次采用丙酮、异丙醇等有机溶剂进行超声清洗，清洗时间为5分钟，最后用氮气枪吹干；

(d)V₂O₃籽晶层的生长：采用磁控溅射法，真空抽至4*10^-5Pa，充入高纯氩气，保持气体压力为1Pa，以5℃/min的升温速率，升温至290℃；沉积时保持溅射功率40W，沉积时间50min；

(e)VO₂薄膜的生长：充入高纯氧氩混合气体并保持高纯氩气，调整氧气分压为0.1％，保持290℃；沉积时溅射功率200W，沉积时间150min。

本实例制备的VO₂薄膜相纯度高，为多晶薄膜；薄膜表面平整度好；且结晶度良好；电阻-温度曲线平滑，无突变且无热滞；具有较高的电阻温度系数；三氧化二钒籽晶层的厚度约为20nm；样品电阻均匀度好，4英寸范围内电阻非均匀性可达±5％以内，可适用于器件应用。

Claims (9)

1.一种高电阻温度系数二氧化钒薄膜，其特征在于，所述薄膜由通过磁控溅射依次形成在衬底上的三氧化二钒籽晶层以及掺杂二氧化钒薄膜层构成，所述掺杂二氧化钒薄膜层的化学组成为W_xTi_yV_1-x-yO₂，其中0＜x＜0.1， 0＜y＜0.2，x：y =（0.1～0.5）：1。

2.根据权利要求1所述的高电阻温度系数二氧化钒薄膜，其特征在于，所述高电阻温度系数二氧化钒薄膜在280K～350K之间的电阻温度系数为-3.5%/K～-6.5%/K。

3.根据权利要求1或2所述的高电阻温度系数二氧化钒薄膜，其特征在于，所述掺杂二氧化钒薄膜层的厚度为50～200nm 。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的高电阻温度系数二氧化钒薄膜，其特征在于，所述掺杂二氧化钒薄膜层为多晶薄膜，呈现VO₂单纯结晶相，具有平均粒径为50～100nm的纳米结构。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的高电阻温度系数二氧化钒薄膜，其特征在于，所述三氧化二钒籽晶层的厚度为2～50nm。

6.一种权利要求1至5中任一项所述的高电阻温度系数二氧化钒薄膜的制备方法，其特征在于，包括：

以三氧化二钒为溅射靶材，氩气为溅射气体、在衬底上进行第一次磁控溅射以在所述衬底上生长三氧化二钒籽晶层；以及

以化学组成为W_xTi_yV_1-x-yO₂的掺杂二氧化钒为溅射靶材，氩气为溅射气体、氧气为反应气体在生长有二氧化钒籽晶层的衬底上进行第二次磁控溅射以在所述二氧化二钒籽晶层上沉积掺杂二氧化钒薄膜层。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述第一次磁控溅射的工艺参数为：衬底温度200～300℃，溅射功率20～50W，沉积时间5～60分钟，沉积室背底真空为10^-5Pa ～5 ×10^-5Pa。

8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，第二次磁控溅射的工艺参数为：保持衬底温度200～300℃溅射功率50～200W，沉积时间50～200分钟，氧气分压0.1～0.5%，沉积室背底真空为10^-5Pa ～5 ×10^-5Pa。

9.一种权利要求1至5中任一项所述的高电阻温度系数二氧化钒薄膜用于基于热敏原理的敏感薄膜材料的用途，尤其是用于非制冷红外探测器、传感器的用途。