CN116395977A

CN116395977A - 一种应用于智能窗的氧化钒薄膜制备方法

Info

Publication number: CN116395977A
Application number: CN202310137379.XA
Authority: CN
Inventors: 吴志明; 彭诗意; 董翔; 王军; 苟君; 陈超; 蒋亚东
Original assignee: University of Electronic Science and Technology of China
Current assignee: University of Electronic Science and Technology of China
Priority date: 2023-02-20
Filing date: 2023-02-20
Publication date: 2023-07-07
Anticipated expiration: 2043-02-20
Also published as: CN116395977B

Abstract

本发明涉及相变材料技术领域，具体涉及一种应用于智能窗的氧化钒薄膜制备方法。VO₂是一种具有相变功能的热致变色材料，可用于智能窗领域。目前经湿法刻蚀后的VO₂薄膜相变温度略有上升、表面粗糙度大幅增加；而干法刻蚀处理后得到的VO₂薄膜与纯湿法刻蚀的VO₂薄膜相比不仅表面更加平整光滑、相变温度有所下降，且厚度也更易调控。为了进一步提升VO₂薄膜的可见光透过率、太阳光调制效率，降低其相变温度，本发明在湿法刻蚀前对VO₂薄膜进行干法刻蚀处理。与现有技术相比，该方法制备得到的氧化钒薄膜获得可见光透过率、太阳光调制幅度均符合智能窗使用标准。且与纯湿法刻蚀相比，膜厚更可控、粗糙度也有所下降。

Description

一种应用于智能窗的氧化钒薄膜制备方法

技术领域

本发明涉及相变材料技术领域，具体涉及一种应用于智能窗的氧化钒薄膜制备方法。

背景技术

随着经济的发展，我国对能源的需求量越来越大，能源供需矛盾日益显现，在开发环保的新能源的同时做到节能，是解决当前问题的有效方法。其中，建筑能耗在全球总能耗中占40％以上，是能源损耗的大户，而照明、空调制冷、制热的能耗又在建筑能耗中占比极大。从建筑构件上来看，窗户是建筑物中最为节能的组件，可通过开发智能材料作为玻璃窗户涂层，使智能窗根据外界温度的变化自动调节太阳能摄入量，从而调节室温，达到节能环保的作用。

氧化钒的种类繁多，除了V₂O₅、VO₂、V₂O₃、VO等至少13种不同的相之外，还存在很多介于其中的中间相。氧化钒的性质也会随着组分的不同而改变，不同相的氧化钒在电阻温度系数、电阻率上都有较大差异。在不同物相的氧化钒中，VO₂薄膜在室温附近的电阻温度系数高、电阻率小，可作为一种良好的热敏材料应用于多个技术领域。

除此之外，VO₂还是一种具有相变功能的热致变色材料，即在外界温度发生变化时，其物理性质(包括光学、电学、磁学等)也会发生变化，这正适用于智能窗领域。VO₂的相变温度(Tc)为68℃，当温度大于68℃时，VO₂会发生可逆的相变，其晶体结构会由单斜结构的M相转变为四方金红石R相，红外光也从高透过变成高反射，能有效降低室内温度。而且在热致相变过程中，转变十分迅速，薄膜在反复的可逆相变中也不会遭到破坏。因此，VO₂还在太赫兹调制、Mott晶体管、化学传感器以及光电器件等诸多领域都存在巨大的应用潜力。

虽然人们对VO₂薄膜的热色性能已经作了大量研究，但在实际应用中还有很多问题亟待解决。在智能窗领域中，若将VO₂薄膜作为智能窗涂层，需要满足以下几个条件：

(1)可见光透过率较大，T_lum≥40％，满足采光要求；

(2)太阳光调制效率较高，ΔT_sol≥10％，满足节能要求；

(3)相变温度较低，Tc最好接近室温，能够有效调节太阳能摄入；

(4)薄膜颜色明亮舒适。

为了尽量同时满足这四个条件，尤其是使T_lum≥40％的同时ΔT_sol≥10％，研究人员从多个方面开展研究工作。

掺杂是降低相变温度是当前的主流方法，对VO₂薄膜实现元素单掺和元素共掺都屡见不鲜。但单元素掺杂往往只能提高薄膜某一方面的热色性能，对整体热色性能的提高帮助较小，因此多元素掺杂应运而生。W-Mg掺杂VO₂薄膜的T_lum、ΔT_sol分别为83％、4.3％，W-Sr共掺杂、W-Zr共掺杂跟W-Mg共掺杂类似，也存在着ΔT_sol偏小、整体热色性能不好的问题。目前在一些研究中采用磁控溅射法、化学气相沉积法、溶胶-凝胶法和水热法等，来改善VO₂薄膜整体热色性能不好的问题，在这些方法中，应用最为广泛的是反应磁控溅射法。相较于其他方法，反应磁控溅射法设备简单、易于控制、镀膜面积大、制得的薄膜与衬底的附着性强。但是通过反应磁控溅射法得到的VO₂薄膜存在的透光率低的问题，无法将其直接应用于智能窗涂层的应用条件。

发明内容

发明人之前的研究表明采用湿法刻蚀氧化钒薄膜可提高可见光透过率、太阳光调制效率。然而本发明的发明人后续研究表明湿法刻蚀是通过增加表面孔穴来增加调制，随着湿法刻蚀时间的增加，在薄膜表面造成大而深的孔洞，使粒子之间的相互连接变少，会造成相变温度升高。且湿法刻蚀具有受温度变化影响较大的特点，温度不同其刻蚀速率差异较大。

干法刻蚀是用等离子体进行薄膜刻蚀的技术，然而目前的干法刻蚀主要用于对VO₂进行图形化刻蚀，还未有文献报道将干法刻蚀用于改善VO₂薄膜的相变温度或透过率等，主要是因为图形化刻蚀的方案难以准确控制VO₂薄膜的刻蚀速度。

针对上述问题，本发明采用干法刻蚀，具体是通过控制刻蚀条件，去掉表面层(薄膜减薄，但薄膜表面相对平整光滑)来提高透过率，改变薄膜相变温度及光学性能。

然而本发明的发明人发现，并非所有刻蚀气体都能用于氧化钒刻蚀，并且只有在本发明的技术方案下，即采用SF₆对氧化钒薄膜进行刻蚀，才能带来相变温度降低，可见光透过率、太阳光调制效率提高的技术效果。

例如发明人在用CF₄、CHF₃等气体对氧化钒薄膜进行刻蚀的过程中发现，CF₄、CHF₃对氧化钒薄膜的刻蚀速度难以控制，可能造成薄膜表面不平整(与粗糙度有关)，过高的刻蚀速度甚至会对薄膜的性能产生不可逆转的破坏，最后制备氧化钒薄膜的效果并不理想，不适用于制备智能窗涂层。由于刻蚀速度无法控制，每次刻完相同厚度的氧化钒薄膜的时间都不一样(用以标定刻蚀速度)，因此直接放弃使用CF₄、CHF₃等气体的刻蚀方法，没有做相应的图表和数据表征；刻蚀速度不直接影响可见光透过率、太阳光调制效率、相变温度等，但为了较好把控刻蚀厚度，需要尽可能慢的刻蚀速度。

因此，本发明的目的在于提供一种应用于智能窗的氧化钒薄膜制备方法，以解决现有制备氧化钒薄膜技术中可见光透过率、太阳光调制效率无法同时满足智能窗使用标准且制备薄膜粗糙度较高的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

利用磁控溅射法在衬底表面制备VO₂薄膜，后采用干法刻蚀VO₂薄膜；所述干法刻蚀是指用SF₆对VO₂薄膜进行反应离子刻蚀处理，刻蚀过程更稳定，刻蚀速度恒定，对薄膜表面破坏较小，得到表面平整均匀、厚度可调控且可应用于智能窗的氧化钒薄膜。

其中，所述反应离子刻蚀的条件为：腔内压强为280-330mT，刻蚀功率为15-20W，SF₆的流量为40sccm-60sccm；进一步地SF₆的流量为50sccm。

本发明中，反应离子刻蚀时间为1-7min。

本发明的一些实施例中，反应离子刻蚀时间为2.5-7min。

在本发明的一些具体实施例中，反应离子刻蚀的条件为：腔内压强为300mT，刻蚀功率为20W，SF₆的流量为50sccm，刻蚀时间6min。

在本发明的一些实施例中，还包括对VO₂薄膜进行湿法刻蚀处理，所述湿法刻蚀处理是指将VO₂薄膜浸入硝酸水溶液中7-21s；

进一步地，硝酸水溶液由硝酸与两倍体积的水混合制备而成。

例如实施例2，样品5、6、7、8，经过干法与湿法共同刻蚀后，其可见光透过率分别为49.20％、56.11％、63.16％、71.47％；太阳光调制率分别为18.62％、18.46％、15.95％、14.56％；远高于智能窗的制备标准。

本发明中，所述利用磁控溅射法在衬底表面制备VO₂薄膜包括以下内容：以金属钒靶作为溅射靶材，采用直流反应磁控溅射法对衬底进行低温溅射沉积，然后在富氧气氛下进行高温原位退火处理，制备得到VO₂薄膜。

本发明中，金属钒的纯度大于99.95％。

本发明中，所述溅射包括预溅射阶段和溅射两个阶段。

预溅射阶段时，调整磁控溅射装置腔室内的真空度＜1.7×10^-3Pa，保证基片架以4～8rpm的速度匀速旋转条件下，充入Ar进行预溅射。

溅射阶段时，待预溅射完毕，充入O₂，待腔室内Ar和O₂混合气体的气压稳定后，保证基片架以4～8rpm的速度匀速旋转，在磁控溅射装置腔室内的气压为0.91Pa的条件下进行正式溅射。

本发明中，所述预溅射衬底度温度为59～61℃，预溅射过程中Ar的流量为98～99sccm，电流为0.34A，预溅射时间为20min。

本发明中，所述溅射衬底温度为59～61℃，溅射过程中Ar的流量为98～99sccm，O₂的流量为1.9～2.2sccm，电流为0.34A，溅射时间为20min～25min。

本发明中，所述高温原位退火处理是指在通入的O₂流量为1.4～1.6sccm，高温退火衬底温度为400℃的条件下退火1h。

本发明中，所用衬底为石英玻璃片。作为优选方案，将石英玻璃片表面清洗干净后，再放入磁控溅射装置腔室内；其中，所述石英玻璃片的清洗过程如下：先将石英玻璃片放入丙酮中超声处理除去表面杂质，再放入无水乙醇中超声处理除去残留丙酮后放入去离子水中超声处理，最后放入无水乙醇中保存；石英玻璃片放入腔室前用N₂吹干。

本发明中所述反应离子刻蚀为干法刻蚀中的一种。

本发明以金属钒为靶材，通过低温溅射沉积以及高温原位退火制备VO₂薄膜，采取反应离子刻蚀改性的方法调控其金属-绝缘体相变(Metal-Insulator transition，MIT)性能，制备得到可见光透过率和太阳光调制效率均符合智能窗条件的氧化钒薄膜。与现有技术相比，该方法制备得到的氧化钒薄膜获得可见光透过率、太阳光调制幅度及其相变温度均符合智能窗使用标准。且与纯湿法刻蚀相比，膜厚更可控、粗糙度也有所下降。

附图说明

图1为本发明所述的工艺流程图；

图2为实施例1制得样品3、样品4与对比例1所得氧化钒薄膜在1100nm处的透过率-温度曲线图；

图3为实施例1制得样品3、样品4与对比例1所得氧化钒薄膜在1100nm处的透过率-温度曲线的一阶微分以及高斯拟合曲线；

图4为实施例1制得样品3、样品4与对比例1所得氧化钒薄膜在常温和高温下的可见-近红外透射光谱。

图5为实施例2制得样品5、样品6、样品7、样品8与对比例1、对比例2所得氧化钒薄膜在1100nm处的透过率-温度曲线图；

图6为实施例2制得样品5、样品6、样品7、样品8与对比例2所得氧化钒薄膜在1100nm处的透过率-温度曲线的一阶微分以及高斯拟合曲线；

图7为实施例2制得样品5、样品6、样品7、样品8与对比例1、对比例2所得氧化钒薄膜在常温和高温下的可见-近红外透射光谱；

图8为实施例1制得样品3、样品4，实施例2制得样品5、样品6、样品7、样品8与对比例1、对比例2的AFM表征图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作详细说明，所作描述并不用于限定本发明。

实施例1

如图1所示，一种应用于智能窗的氧化钒薄膜制备方法，包括以下步骤：

(1)选用石英玻璃片作为衬底，实验前对衬底进行清洗，以保持洁净。具体的：先洗涤剂清洗衬底，再用清水和去离子水清洗干净泡沫，之后分别用丙酮、乙醇、去离子水浸没衬底，每次在超声中清洗30min以上，清洗干净后放在乙醇中保存，使用前用纯度≥99.999％的N₂吹干。

(2)以纯度为99.95％以上金属钒靶作为靶材，采用直流反应磁控溅射法对衬底进行溅射：

溅射分为预溅射和溅射两个阶段：

预溅射阶段：调整CK-3型磁控溅射装置腔室内的真空度＜1.7×10^-3Pa，以4～8rpm的速度匀速旋转基片架，充入Ar进行预溅射。预溅射的衬底温度为60℃，Ar的流量为98sccm，电流为0.34A，在此条件下，预溅射时间为20min。

溅射阶段：待预溅射完毕，充入O₂，待腔室内Ar和O₂混合气体的气压稳定后，以4～8rpm的速度匀速旋转基片架，在CK-3型磁控溅射装置腔室内的气压为0.91Pa的条件下进行正式溅射。正式溅射衬底温度为60℃，溅射过程中Ar的流量为98sccm、O₂的流量为2sccm，溅射电流为0.34A，在此条件下溅射时间为20min。

(3)将VO₂薄膜在富氧气氛下进行高温原位退火，原位退火的衬底温度为400℃，退火过程中，通入的O₂流量为15sccm，在此条件下退火1h。

(4)将制备好的VO₂薄膜在反应离子刻蚀机中进行刻蚀，刻蚀过程中，选择不同刻蚀参数得到的样品不同，本实施例制备的氧化钒薄膜样品有样品1、样品2、样品3、样品4。如表1所示，样品1和样品3的厚度趋于一致，样品2和样品4的厚度趋于一致，通过比较刻蚀后相同厚度的氧化钒薄膜样品在可见光透过率、太阳光调制效率以及相变温度上的变化，甄选更优刻蚀条件。

表1

	厚度(nm)
		样品1	109.1
样品2	90.3
		样品3	107.8
样品4	87.18

其中，样品1、样品2刻蚀参数：腔内压强为300mT，RIE FWD为50W(刻蚀功率)，SF₆的流量为50sccm，分别刻蚀2.5min和3min，得到氧化钒薄膜样品1和样品2。

样品3、样品4刻蚀参数：腔内压强为300mT，RIE FWD为20W，SF₆的流量为50sccm，分别刻蚀刻蚀时间6min和7min；得到氧化钒薄膜样品3和样品4。

对比例1

(1)选用石英玻璃片作为衬底，实验前对衬底进行清洗，以保持洁净。具体的：先洗涤剂清洗衬底，再用清水和去离子水清洗干净泡沫，之后分别用丙酮、乙醇、去离子水浸没衬底，每次在超声中清洗30min以上，清洗干净后放在乙醇中保存，使用前用纯度≥99.99％的N₂吹干。

溅射分为预溅射和溅射两个阶段：

(3)将VO₂薄膜在富氧气氛下进行高温原位退火，原位退火的衬底温度为400℃，退火过程中，通入的O₂流量为15sccm，在此条件下退火1h得到对比例1样品。

通过傅里叶红外光谱仪测得氧化钒薄膜样品1、样品2、样品3、样品4和对比例1氧化钒薄膜的光学相变性能，如表2所示：

表2

将表1和图2、图3、图4结合可知，进行反应离子刻蚀后得到的样品1～4其相变温度有所降低，且样品3中相变温度低至50.56℃，比对比例1样品的相变温度降低了6.73℃。

可见，本实施例制备方法得到的氧化钒薄膜更适合应用于智能窗领域。

分别测试氧化钒薄膜样品1、样品2、样品3、样品4和对比例1氧化钒薄膜在380nm-2500nm的可见光透过率和太阳光调制效率，测试结果如表3所示：

表3

	可见光透过率(％)	太阳光调制效率(％)
			样品1	41.93	11.04
样品2	42.71	10.50
			样品3	40.52	12.18
样品4	43.45	11.2
			对比例1样品	21.13	17.19

结合表2、图2、图3、图4可知，在380nm-2500nm波段，随着可见光透过率的升高，太阳光调制效率逐渐降低。样品1～4，均满足可见光透过率≥40％的同时太阳光调制效率≥10％的要求。但将样品1、2与样品3、4进行对比，在可见光透过率和太阳光调制效率大致相近的情况下，样品3、4的刻蚀参数可以使相变温度降低更多，较样品1、2的刻蚀参数更优。说明采用通过反应离子刻蚀可以有效调控氧化钒薄膜的MIT性能，且通过参数的优化可以使得最终制备得到的氧化钒薄膜能更好的应用于智能窗领域。

分别测试氧化钒薄膜样品3、样品4和对比例1氧化钒薄膜的XPS图谱，计算出样品中V⁴⁺、V⁵⁺的成分比例，计算结果如表4所示：

表4

	V⁴⁺(％)	V⁵⁺(％)
			样品3	47.22	52.78
样品4	46.79	53.21
			对比例1样品	54.58	45.42

由分析得知，相变温度受多个因素的影响，例如：颗粒尺寸、颗粒形状、晶界、表面形貌等。其降低原因可能是：1、V⁴⁺的相对分数有所下降；2、VO₂中的表面局域缺陷能够有效地促进MIT的异质形核，会使薄膜的相变更容易发生从而降低其整体相变温度；3、VO₂薄膜的颗粒尺寸不同，其相变温度也不相同。其中，V⁴⁺的相对分数下降也会造成太阳光调制效率的降低。

分别测试氧化钒薄膜样品3、样品4和对比例1氧化钒薄膜的AFM图谱，如图8所示，计算出样品的均方根粗糙度，计算结果如表5所示：

表5

	均方根粗糙度Rq
		样品3	6.32
样品4	14.5
		对比例1样品	8.58

由表4可知，一定时间内的反应离子刻蚀处理会降低样品的均方根粗糙度，使样品表面更加平整光滑，但刻蚀时间较长又会使均方根粗糙度再次增加。

实施例2

本实施例步骤(1)～(3)与实施例1相同，在此不做赘述；与实施例1的区别在于，在进行反应离子刻蚀后，具体如下：

(4)将步骤(3)制备好的VO₂薄膜在反应离子刻蚀机中进行刻蚀，刻蚀过程中，腔内压强为300mT，RIE FWD为20W，SF₆的流量为50sccm，在此条件下刻蚀1min。

(5)配置硝酸溶液，其中比例为HNO₃：H₂O＝60ml：120ml，加入磁力搅拌子后用搅拌棒充分搅拌后静置，等待溶液冷却后进行湿法刻蚀。湿法刻蚀过程中，将样品放入定制基片架上，再将基片架浸没入溶液中，分别刻蚀7s、14、18s、21s得到样品5、样品6、样品7、样品8。

对比例2

本对比例步骤(1)～(3)与对比例1相同，在此不做赘述；与对比例1的区别在于，加入步骤：

(4)配置硝酸溶液，其中比例为HNO₃：H₂O＝60ml：120ml，加入磁力搅拌子后用搅拌棒充分搅拌后静置，等待溶液冷却后进行湿法刻蚀。湿法刻蚀过程中，将样品放入定制基片架上，再将基片架浸没入溶液中，刻蚀15s得到对比例2。

通过傅里叶红外光谱仪测得氧化钒薄膜样品5、样品6、样品7、样品8和对比例1、2样品的光学相变性能，如表6所示：

表6

	升温相变温度/℃	降温相变温度/℃	相变温度/℃
				样品5	61.95	45.70	53.83
样品6	65.53	46.65	56.09
				样品7	62.83	49.80	56.32
样品8	64.52	48.08	56.30
				对比例1样品	64.40	50.18	57.29
对比例2样品	67.88	51.68	59.78

结合表5、图5、图6、图7可知，实施例2制备得到的氧化钒薄膜样品不仅降低了相变温度，还有效改善了现有技术中单独湿法刻蚀后由于在薄膜表面造成大而深的孔洞，粒子之间相互连接变少甚至几乎被隔离，使相变更不容易发生，造成其相变温度升高的问题，且样品5的相变温度低至53.83℃，比对比例1样品降低了3.46℃，比对比例2样品降低了5.95℃。

分别测试样品5、样品6、样品7、样品8和对比例1、2样品在380nm-2500nm的可见光透过率和太阳光调制效率，测试结果如表7所示。

表7

	可见光透过率(％)	太阳光调制效率(％)
			样品5	49.20	18.62
样品6	56.11	18.46
			样品7	63.16	15.95
样品8	71.47	14.56
			对比例1样品	21.03	17.19
对比例2样品	46.96	18.21

结合表6、图5、图6、图7可知，实施例2制备得到的氧化钒薄膜样品在380nm-2500nm波段，均满足可见光透过率≥40％的同时太阳光调制效率≥10％的要求，不仅其可见光透过率和太阳光调制效率均有大幅度提升，而且并不以牺牲太阳光调制效率的方法来提高可见光透过率。对氧化钒薄膜样品进行干法刻蚀相同时间后再湿法刻蚀不同时间，在较短的湿法刻蚀时间内，可做到同时提升可见光透过率和太阳光调制效率，在现有技术的基础上有了显著改善。

分别测试氧化钒薄膜样品5、样品6、样品7、样品8和对比例氧化钒薄膜的XPS图谱，计算出样品中V⁴⁺、V⁵⁺的成分比例，计算结果如表8所示：

表8

由分析得知，相较单纯湿法刻蚀，干法-湿法刻蚀可以更大幅度提高V⁴⁺的相对分数，降低VO₂薄膜的氧化状态，从而降低相变温度，提高太阳光调制效率。

分别测试氧化钒薄膜样品5、样品6、样品7、样品8和对比例1氧化钒薄膜的SEM图谱以及AFM图谱，如图8所示，计算出样品的厚度以及均方根粗糙度，计算结果如表9所示：

表9

	厚度(nm)	均方根粗糙度Rq(nm)
			样品3	107.8	6.32
样品4	87.18	14.5
			样品5	152	10.4
样品6	121	11.5
			样品7	103	13.5
样品8	88.3	14.8
			对比例1样品	200	8.58
对比例2样品	126	26.7

由表8可知，单纯的湿法刻蚀会增加样品的均方根粗糙度(对比例1和对比例2)；单纯的干法刻蚀会在一定程度上降低样品的均方根粗糙度，当超过刻蚀极限后均方根粗糙度会重新增加(对比例1和样品3、4)。比较样品3、样品7以及样品4、样品8两组，当刻蚀到大致相同的厚度时，单纯干法刻蚀比干法-湿法刻蚀得到的样品粗糙度更低；比较样品6和对比例2，当刻蚀到大致相同的厚度，干法-湿法刻蚀比单纯湿法刻蚀得到的样品粗糙度更低、更加平整光滑。

由此分析可得，干法-湿法刻蚀得到的粗糙度处于纯干法刻蚀和纯湿法刻蚀之间，与此同时，干法-湿法刻蚀能实现相变温度的降低和可见光透过率、太阳光调制效率的提高，在各参数间较好地实现了平衡，得到了更适用于智能窗的平整光滑薄膜。

综上可见，本发明提供的制备方法得到的氧化钒薄膜大幅度地提升了氧化钒薄膜在380-2500nm处的可见光透过率，并较好地保持了薄膜的太阳光调制效率，同时有效降低了薄膜的相变温度和粗糙度，使得薄膜更加平整光滑，在智能窗领域更有应用前景。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种应用于智能窗的氧化钒薄膜制备方法，其特征在于，利用磁控溅射法在衬底表面制备VO₂薄膜，后采用干法刻蚀VO₂薄膜；所述干法刻蚀是用SF₆气体对VO₂薄膜进行反应离子刻蚀处理；

所述反应离子刻蚀的条件为：腔内压强为280-330mT，刻蚀功率为15-20W，SF₆的流量为40sccm-60sccm；进一步地SF₆的流量为50sccm。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，反应离子刻蚀时间为1-7min，进一步地，刻蚀时间为2.5-7min。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，反应离子刻蚀的条件为：腔内压强为300mT，刻蚀功率为20W，SF₆的流量为50sccm。

4.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，还包括对干法刻蚀的VO₂薄膜进行湿法刻蚀处理，所述湿法刻蚀处理是指将VO₂薄膜浸入硝酸水溶液中7-21s；得到表面平整均匀、厚度可调控且可应用于智能窗的氧化钒薄膜。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用磁控溅射法在衬底表面制备VO₂薄膜包括以下内容：以金属钒靶作为溅射靶材，采用直流反应磁控溅射法对衬底进行低温溅射沉积，然后在富氧气氛下进行高温原位退火处理，制备得到VO₂薄膜；进一步地，金属钒的纯度大于99.95％。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述溅射包括预溅射阶段和溅射两个阶段；

进一步的，所述预溅射阶段，调整磁控溅射装置腔室内的真空度＜1.7×10^-3Pa，保证基片架以4～8rpm的速度匀速旋转条件下，充入Ar进行预溅射。

进一步的，所述溅射阶段，待预溅射完毕，充入O₂，待腔室内Ar和O₂混合气体的气压稳定稳定后，保证基片架以4～8rpm的速度匀速旋转，在磁控溅射装置腔室内的气压为0.91Pa的条件下进行正式溅射。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预溅射衬底温度为59～61℃，预溅射过程中Ar的流量为98～99sccm，电流为0.34A，预溅射时间为20min。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述溅射衬底温度为59～61℃，溅射过程中Ar的流量为98～99sccm，O₂的流量为1.9～2.2sccm，电流为0.34A，溅射时间为20min～25min。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述高温原位退火处理是指在通入的O₂流量为1.4～1.6sccm，高温退火衬底温度为400℃的条件下退火1h。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述衬底为石英玻璃片；优选地，石英玻璃片表面清洗干净后，再放入磁控溅射装置腔室内；所述石英玻璃片的清洗过程如下：先将石英玻璃片放入丙酮中超声处理除去表面杂质，再放入无水乙醇中超声处理除去残留丙酮后放入去离子水中超声处理，最后放入无水乙醇中保存；石英玻璃片放入腔室前用N₂吹干。