[發明專利]一種降低二氧化鈦薄膜應力的方法

無效

• 申請號: 200910260400.5
• 申請日: 2009-12-17
• 公開（公告）號: CN101748364A
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發明（設計）人: 陳燾;王多書;熊玉卿;劉宏開;王濟州
• 申請（專利權）人: 中國航天科技集團公司第五研究院第五一○研究所
• 主分類號: C23C14/08
• 分類號: C23C14/08;C23C14/30
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 張利萍

技術領域

本發明涉及一種降低二氧化鈦薄膜應力的方法，具體地說，本發明涉及一種降低電子束蒸發制備的二氧化鈦薄膜應力的方法，屬于光學薄膜技術領域。

背景技術

二氧化鈦是重要的光學薄膜材料，通常電子束蒸發制備的二氧化鈦薄膜具有很大的應力，薄膜應力的存在不僅會導致薄膜破裂、脫落，而且應力還會作用于基體，使基體發生畸變，應力產生的形變會使光譜發生漂移，降低薄膜的光學性能和力學性能。

隨著光學薄膜技術的發展，光學薄膜在航天航空、醫藥衛生、冶金、地質等領域得到了廣泛的應用。但由于電子束蒸發制備的二氧化鈦薄膜具有很大的應力因而影響了它的使用，因此采取措施降低二氧化鈦薄膜的應力就顯得尤為重要。

發明內容

本發明的目的是為了解決電子束蒸發制備的二氧化鈦薄膜具有很大的應力的問題，提出了一種降低二氧化鈦薄膜應力的方法。

本發明的目的是通過下述技術方案實現：

本發明的一種降低二氧化鈦薄膜應力的方法具體實現步驟如下：

步驟一、當二氧化鈦薄膜沉積完成后，在真空度優于8.0×10^-3Pa時，充入純度為99.99％的工作氣體氧氣，氣體流量為20sccm；

步驟二、在真空度優于2.0×10^-2Pa時，啟動全自動離子束輔助光學薄膜鍍膜設備的寬束冷陰極離子源，用能量為80eV～130eV低能離子束轟擊步驟一中完成沉積的二氧化鈦薄膜，轟擊時間5Min～15Min；

步驟三、離子束轟擊二氧化鈦薄膜完成后，讓基底自然冷卻至室溫，得到降低了應力的二氧化鈦薄膜。

有益效果：

(1)本發明易于實現，在二氧化鈦薄膜沉積完成后，用低能離子束轟擊二氧化鈦薄膜，不需要將樣品取出真空室即可完成；

(2)本發明由于采用了離子束轟擊手段，改善了二氧化鈦薄膜結構，提高了二氧化鈦薄膜的堆積密度，降低了二氧化鈦薄膜的應力，從而增強了二氧化鈦薄膜的力學性能和環境穩定性。

具體實施方式

為了充分說明本發明的特性以及實施本發明的方式，下面給出實施例。本發明采用全自動離子束輔助光學薄膜鍍膜設備進行，沉積室內包括電子束蒸發源和電阻蒸發源、寬束冷陰極離子源。

實施例1

步驟一、當二氧化鈦薄膜沉積完成后，在真空度優于8.0×10^-3Pa時，充入純度為99.99％的工作氣體氧氣，氣體流量20sccm。

步驟二、在真空度優于2.0×10^-2Pa時，啟動全自動離子束輔助光學薄膜鍍膜設備的寬束冷陰極離子源，用80eV的離子束轟擊步驟一中完成沉積的二氧化鈦薄膜，轟擊時間5Min。

步驟三、離子束轟擊二氧化鈦薄膜完成后，讓基底自然冷卻至室溫，得到降低了應力的二氧化鈦薄膜。

取出二氧化鈦薄膜樣品，用薄膜應力測試儀測試其應力，二氧化鈦薄膜樣品的應力由離子束轟擊前的177MPa降低為6.7MPa。

實施例2

(1)當二氧化鈦薄膜沉積完成后，在真空度優于8.0×10^-3Pa時，充入純度為99.99％的工作氣體氧氣，氣體流量20sccm。

(2)在真空度優于2.0×10^-2Pa時，啟動寬束冷陰極離子源，用130eV的離子束轟擊步驟一中完成沉積的二氧化鈦薄膜，轟擊時間15Min。

(3)離子束轟擊二氧化鈦薄膜完成后，讓基底自然冷卻至室溫，得到降低了應力的二氧化鈦薄膜。

取出二氧化鈦薄膜樣品，用薄膜應力測試儀測試其應力，二氧化鈦薄膜樣品的應力由離子束轟擊前的195MPa降低為5.3MPa。

本發明包括但不限于以上實施例，凡是在本發明的精神和原則之下進行的任何等同替換或局部改進，都將視為在本發明的保護范圍之內。