[發(fā)明專利]一種類金剛石復合薄膜及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710270549.6
• 申請日: 2017-04-24
• 公開（公告）號: CN106929800B
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發(fā)明（設計）人: 陳立;吳德生;朱得菊
• 申請（專利權(quán)）人: 信利光電股份有限公司
• 主分類號: C23C14/06
• 分類號: C23C14/06;C23C14/35
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵

本申請?zhí)峁┝艘环N類金剛石復合薄膜及其制備方法。本申請?zhí)峁┑念惤饎偸瘡秃媳∧ぐㄒ来谓佑|的SiO_xN_y膜層和含氫DLC膜層；其中，0＜x≤2，0＜y≤1.3。本發(fā)明提供的類金剛石復合薄膜不僅具有良好的光學特性，同時還具有良好的硬度和耐磨性，能夠適用于對光學和機械性能均有要求的器件。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及薄膜技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種類金剛石復合薄膜及其制備方法。

背景技術(shù)

金剛石中的碳原子以SP³雜化鍵的形式結(jié)合，石墨中的碳原子以SP²雜化鍵的形式結(jié)合，而類金剛石薄膜(簡稱DLC薄膜)是由金剛石結(jié)構(gòu)的SP³雜化碳原子和石墨結(jié)構(gòu)的SP²雜化碳原子相互混雜形成的三維網(wǎng)絡構(gòu)成，是一種亞穩(wěn)態(tài)非晶材料。類金剛石薄膜具有高硬度、低摩擦系數(shù)、高熱導率、低介電常數(shù)、寬帶隙、良好光透光率、耐磨耐蝕及良好的生物相容性等特點，在航空航天、機械、電子、光學、裝飾外觀保護、生物醫(yī)學等領(lǐng)域有廣闊的應用前景。

類金剛石薄膜一般分為含氫DLC膜(a-C:H)和不含氫DLC膜(a-C)兩類，其中，含氫DLC膜摻氫后碳膜氫化，使薄膜具有優(yōu)異的透明度，可運用于對透明度等光學特性有特殊要求的產(chǎn)品，如手機前后蓋板、手表蓋板、攝像頭鏡片等。但是，摻氫后，DLC薄膜的硬度和耐磨性受到破壞，相比于不含氫DLC膜有所下降，不能同時兼具良好的光學特性和硬度耐磨等機械性能，難以適用于對光學特性和機械性能均有要求的器件。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種類金剛石復合薄膜及其制備方法，本發(fā)明提供的類金剛石復合薄膜在滿足光學特性的基礎上，還具有良好的硬度和耐磨性。

本發(fā)明提供了一種類金剛石復合薄膜，包括依次接觸的SiO_xN_y膜層和含氫DLC膜層；

其中，0＜x≤2，0＜y≤1.3。

優(yōu)選的，所述SiO_xN_y膜層的厚度為6～15nm；所述含氫DLC膜層的厚度為3～10nm。

本發(fā)明還提供了一種類金剛石復合薄膜的制備方法，包括以下步驟：

a)將硅靶材在工作氣體與反應氣體的環(huán)境中進行磁控濺射，在襯底上沉積得到SiO_xN_y膜層；

所述工作氣體為氬氣，所述反應氣體為氧氣和氮氣；

b)在所述SiO_xN_y膜層表面復合含氫DLC膜層，得到類金剛石復合薄膜。

優(yōu)選的，所述步驟a)中，氬氣流量為35～50sccm；氧氣流量為2～15sccm；氮氣流量為2～10sccm；

氬氣、氮氣和氧氣的體積比為20：(1～4)：(2～5)。

優(yōu)選的，所述步驟a)中，磁控濺射的氣壓為2.5～4.0mTorr。

優(yōu)選的，所述步驟a)中，磁控濺射的工作電壓為300～350V。

優(yōu)選的，所述步驟a)中，磁控濺射的濺射功率為700～1500W，時間為15～30s。

優(yōu)選的，所述步驟b)具體包括：以石墨為靶材在混合氣體環(huán)境中進行磁控濺射，在所述SiO_xN_y膜層表面沉積形成含氫DLC膜層，得到類金剛石復合薄膜；

所述混合氣體為氬氣和氫氣；

所述混合氣體的氣壓為2.5～4.0mTorr。