[發明專利]一種減小光學窗口用四面體非晶碳膜殘余應力的方法

有效

• 申請號: 201711067629.8
• 申請日: 2017-11-03
• 公開（公告）號: CN107841711B
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 吳慎將;蘇俊宏;李黨娟;王娜;徐均琪;尚小燕;楊利紅;李建超
• 申請（專利權）人: 西安工業大學
• 主分類號: C23C14/06
• 分類號: C23C14/06;C23C14/34
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務所有限公司 61114
• 代理人: 黃秦芳

1.一種減小光學窗口用四面體非晶碳膜殘余應力的方法，其特征在于，該方法為：將準備好的基片迅速放入真空室的基底夾具上，工作氣體為氬氣其純度99.999%；所述真空室通過機械泵和分子泵抽到真空度為5.0×10^-4Pa；打開氬氣閥門，流量為15sccm，控制真空度為5.0×10^-2Pa；設置基底偏壓-150V，使用微波輔助激勵源產生等離子體，對基片進行濺射清洗；清洗過程控制時間2分鐘；然后靜置5分鐘冷卻基底，循環5次，實際濺射清洗時間10分鐘，全部清洗工藝費時35分鐘；清洗完畢后，通過靶材對基片進行薄膜沉積，同時通過調節基底偏壓、磁路偏壓和氬氣流量完成對薄膜沉積形成的四面體非晶碳膜的應力調控；

所述通過靶材對基片進行薄膜沉積，同時通過調節基底偏壓、磁路偏壓和氬氣流量完成對薄膜沉積形成的四面體非晶碳膜的應力調控，具體為：在真空度為5.0×10^-2Pa、氬氣流量為2sccm、磁場電流為5A情況下，調整基底偏壓-300V，磁路偏壓5V，薄膜沉積時間10分鐘；切換調節氬氣流量為100sccm，氣體循環10分鐘；切換調整基底偏壓-50V，磁路偏壓15V；薄膜沉積時間10分鐘；切換調節氬氣流量為100sccm，氣體循環10分鐘；切換調整基底偏壓-300V，磁路偏壓5V，薄膜沉積10分鐘；調節氬氣流量為100sccm，氣體循環10分鐘；切換調整基底偏壓-50V，磁路偏壓15V；薄膜沉積10分鐘；氣體循環10分鐘；沉積完畢后，停止后續鍍膜工藝，自然冷卻6小時后取出。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法為循環不間斷沉積過程以減小sp³雜化向sp²雜化轉換所需的外部能量注入；通過靶材對基片進行薄膜沉積，該方法還包括確定基片最佳的薄膜沉積區域。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述確定基片最佳的薄膜沉積區域，具體為：最佳的薄膜沉積區域位于磁路通道軸與基底垂直點外80mm-300mm的環狀區間。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述基底采用雙面拋光N型摻雜硅片，所述雙面拋光N型摻雜硅片放在基板上之前，對所述雙面拋光N型摻雜硅片進行純丙酮分析、無水乙醇和去離子水超聲清洗，再經高純度氮氣吹干。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述通過靶材對基片進行薄膜沉積之前，對靶材進行10分鐘的等離子體刻蝕以去除靶材表面雜質。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述靶材采用純度為99.99%的碳，氬氣純度99.999%。