專利名稱：在玻璃基板上沉積TiN薄膜的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在玻璃基板上沉積TiN薄膜的方法。
背景技術(shù)：
隨著全世界的科技和經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，對(duì)能源的消耗日益大幅增加，使得能源危機(jī)問(wèn)題日益突出，節(jié)能作為一項(xiàng)國(guó)家戰(zhàn)略問(wèn)題已引起世界各國(guó)的廣泛關(guān)注。而建筑技術(shù)的發(fā)展使得玻璃在建筑中所占的比例越來(lái)越大，甚至有些高層建筑采用了全玻璃外墻的結(jié)構(gòu)，以期獲得美觀典雅的現(xiàn)代建筑審美效果。普通無(wú)色玻璃是一種良好的建筑材料，用它做窗戶，既美觀又實(shí)用，能夠透過(guò)90％左右的太陽(yáng)輻射，但是在它透過(guò)可見光的同時(shí)，也透過(guò)了近紅外線和中遠(yuǎn)紅外線部分，這種無(wú)選擇的透射特性使得普通玻璃成為建筑物能耗的主要泄漏源。
為了減少現(xiàn)代建筑業(yè)中因?yàn)榇竺娣e采用玻璃而導(dǎo)致的能源損耗，發(fā)展出了一種在普通玻璃表面鍍上一層功能材料薄膜，使得玻璃可以對(duì)太陽(yáng)輻射中的可見光區(qū)和紅外區(qū)可以有選擇地進(jìn)行吸收或反射，經(jīng)過(guò)此種處理后的玻璃稱為低輻射薄膜玻璃，玻璃上的功能材料薄膜則相應(yīng)稱為低輻射薄膜。
TiN薄膜因?yàn)槠涮赜械墓怆娦阅?，在可見光區(qū)有較高的透射率而在近紅外區(qū)域有著較高的反射率，使其可以被用于低輻射薄膜玻璃領(lǐng)域。TiN薄膜的光學(xué)性能和其電學(xué)性能密切相關(guān)，在采用常壓化學(xué)氣相沉積法(APCVD)制備薄膜的過(guò)程中，可以通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度和反應(yīng)物的流量來(lái)控制薄膜的電阻率并進(jìn)而控制其光學(xué)性能。但采用這些方法來(lái)控制薄膜性能，其操作過(guò)程較為繁瑣。需要一種更為簡(jiǎn)便的控制薄膜性能的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種工藝簡(jiǎn)單的在玻璃基板上沉積TiN薄膜的方法。
本發(fā)明的在玻璃基板上沉積TiN薄膜的方法，采用的是化學(xué)氣相沉積法，步驟如下1)用10％的氫氟酸清洗玻璃基板；2)將玻璃基板放入化學(xué)氣相沉積裝置反應(yīng)室的石墨支架上，反應(yīng)室抽真空至-0.02Mpa，并通入N2對(duì)反應(yīng)室進(jìn)行清洗；3)調(diào)節(jié)進(jìn)氣管道噴頭和玻璃基板之間的距離范圍為5～25cm；4)將反應(yīng)室加熱至600℃；
5)將TiCl4、NH3和N2反應(yīng)氣體通入反應(yīng)室，其中TiCl4的流量為300sccm，NH3的流量為150sccm，N2的流量為900sccm，反應(yīng)室的壓強(qiáng)為-0.02MPa，在600℃的溫度條件下進(jìn)行沉積，反應(yīng)時(shí)間為90s，沉積完畢，停止通入氣體，冷卻即可。
本發(fā)明的有益效果在于通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)氣體進(jìn)氣管道的噴頭和玻璃基板間的距離，可以方便地控制沉積在玻璃基板上TiN薄膜的電阻率及表面形貌、光學(xué)性能等。比傳統(tǒng)的通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度和反應(yīng)物的流量來(lái)控制薄膜的電阻率等性能工藝簡(jiǎn)單，易行。


圖1為制備得到的TiN薄膜的場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)照片。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合具體實(shí)例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
實(shí)施例11)用10％的氫氟酸清洗玻璃基板；2)將玻璃基板放入化學(xué)氣相沉積裝置反應(yīng)室的石墨支架上，反應(yīng)室抽真空至-0.02Mpa，并通入N2對(duì)反應(yīng)室進(jìn)行清洗；3)調(diào)節(jié)噴頭和玻璃基板之間的距離為5cm；4)將反應(yīng)室加熱至600℃；5)將TiCl4、NH3和N2反應(yīng)氣體通入反應(yīng)室，其中TiCl4的流量為300sccm，NH3的流量為150sccm，N2的流量為900sccm，反應(yīng)室的壓強(qiáng)為-0.02MPa，在600℃的溫度條件下進(jìn)行沉積，反應(yīng)時(shí)間為90s，反應(yīng)完畢后，停止通入氣體，冷卻即可。
制備得到的TiN薄膜電阻率為1.5×104μΩ.cm，在紅外區(qū)的反射率為45％，且隨波長(zhǎng)增加，薄膜的反射率呈上升趨勢(shì)。
實(shí)施例21)用10％的氫氟酸清洗玻璃基板；2)將玻璃基板放入化學(xué)氣相沉積裝置反應(yīng)室的石墨支架上，反應(yīng)室抽真空至-0.02Mpa，并通入N2對(duì)反應(yīng)室進(jìn)行清洗；3)調(diào)節(jié)噴頭和玻璃基板之間的距離為25cm；4)將反應(yīng)室加熱至600℃；5)將TiCl4、NH3和N2反應(yīng)氣體通入反應(yīng)室，其中TiCl4的流量為300sccm，NH3的流量為150sccm，N2的流量為900sccm，反應(yīng)室的壓強(qiáng)為-0.02MPa，在600℃的溫度條件下進(jìn)行沉積，反應(yīng)時(shí)間為90s，反應(yīng)完畢后，停止通入氣體，冷卻即可。
制備得到的TiN薄膜不導(dǎo)電，在紅外區(qū)的反射率為35％，且隨波長(zhǎng)增加，薄膜的發(fā)射率呈下降趨勢(shì)。
實(shí)施例31)用10％的氫氟酸清洗玻璃基板；2)將玻璃基板放入化學(xué)氣相沉積裝置反應(yīng)室的石墨支架上，反應(yīng)室抽真空至-0.02Mpa，并通入N2對(duì)反應(yīng)室進(jìn)行清洗；3)調(diào)節(jié)噴頭和玻璃基板之間的距離為13cm；4)將反應(yīng)室加熱至600℃；5)將TiCl4、NH3和N2反應(yīng)氣體通入反應(yīng)室，其中TiCl4的流量為300sccm，NH3的流量為150sccm，N2的流量為900sccm，反應(yīng)室的壓強(qiáng)為-0.02MPa，在600℃的溫度條件下進(jìn)行沉積，反應(yīng)時(shí)間為90s，反應(yīng)完畢后，停止通入氣體，冷卻即可。
制備得到的TiN薄膜的電阻率為7.5×103μΩ.cm，在紅外區(qū)的反射率可達(dá)到50％以上，且隨波長(zhǎng)的增加呈上升趨勢(shì)。
上述實(shí)例制備得到的TiN薄膜的場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡照片如附圖1所示，由圖可見，制備得到的薄膜為柱狀結(jié)構(gòu)且均勻性較好。
權(quán)利要求
1.在玻璃基板上沉積TiN薄膜的方法，步驟如下1)用10％的氫氟酸清洗玻璃基板；2)將玻璃基板放入化學(xué)氣相沉積裝置反應(yīng)室的石墨支架上，反應(yīng)室抽真空至-0.02Mpa，并通入N2對(duì)反應(yīng)室進(jìn)行清洗；3)調(diào)節(jié)進(jìn)氣管道噴頭和玻璃基板之間的距離范圍為5～25cm；4)將反應(yīng)室加熱至600℃；5)將TiCl4、NH3和N2反應(yīng)氣體通入反應(yīng)室，其中TiCl4的流量為300sccm，NH3的流量為150sccm，N2的流量為900sccm，反應(yīng)室的壓強(qiáng)為-0.02MPa，在600℃的溫度條件下進(jìn)行沉積，反應(yīng)時(shí)間為90s，沉積完畢，停止通入氣體，冷卻即可。
全文摘要
本發(fā)明公開了在玻璃基板上沉積TiN薄膜的方法，采用的是化學(xué)氣相沉積法，通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)氣體進(jìn)氣管道的噴頭和玻璃基板間的距離，實(shí)現(xiàn)控制沉積在玻璃基板上TiN薄膜的電阻率及表面形貌、光學(xué)性能等。本發(fā)明方法比傳統(tǒng)的通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度和反應(yīng)物的流量來(lái)控制薄膜的電阻率等性能工藝簡(jiǎn)單，易行。
文檔編號(hào)C03C17/22GK1887757SQ20061005275
公開日2007年1月3日 申請(qǐng)日期2006年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月2日
發(fā)明者趙高凌, 張?zhí)觳? 鄭鵬飛, 韓高榮 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)