[發明專利]一種硅基底類金剛石保護膜及其制備方法

在審

• 申請號: 201811574807.0
• 申請日: 2018-12-21
• 公開（公告）號: CN109576706A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 李剛;董力;楊偉聲;張紅梅;吳棟才;王春育;田湫
• 申請（專利權）人: 云南北方馳宏光電有限公司
• 主分類號: C23C28/00
• 分類號: C23C28/00;C23C14/16;C23C14/30;C23C16/26
• 代理公司: 西安東靈通專利代理事務所(普通合伙) 61242
• 代理人: 朱玲

本發明公開了一種硅基底類金剛石保護膜，包括硅基底、類金剛石保護膜及鍺連接層；所述鍺連接層設置于硅基底與類金剛石保護膜之間。本發明中的一種硅基底類金剛石保護膜，在硅基底與類金剛石保護膜之間設置了鍺連接層，增強了類金剛石保護膜在硅基底上的附著力，特別是提高了硅基底邊緣類金剛石保護膜的附著力，避免了邊緣出現脫膜現象，實現類金剛石保護膜在硅基底上全口徑穩定覆蓋，降低廢品率，節省生產成本。

技術領域

本發明涉及紅外鍍膜技術領域，尤其涉及一種硅基底類金剛石保護膜及其制備方法。

背景技術

在軍事和空間技術中，硅基底光學元件多數都工作在惡劣的自然環境中，元件經常受到風蝕、沙蝕、雨淋及化學腐蝕的考驗，很多光學元件都因為其機械強度和腐蝕性差而易受到損傷，進而降低其固有性能。因此需要通過鍍制具有保護功能的類金剛石薄膜來提高硅基底元件的環境適應性。現有的技術是在Si基底上鍍制單層類金剛石薄膜，其膜層結構和鍍制工藝相對簡單，但由于硅基底與類金剛石保護膜本身存在匹配結合能力欠佳的問題，易出現脫膜現象。特別是口徑較大的硅基底邊緣脫膜現象頻繁發生，嚴重降低了產品合格率。

發明內容

為解決現有技術中，類金剛石保護膜與硅基底之間存在的匹配結合能力欠佳的技術問題，本發明的技術方案如下：

本發明中的一種硅基底類金剛石保護膜，包括硅基底、類金剛石保護膜及鍺連接層；所述鍺連接層設置于硅基底與類金剛石保護膜之間。

在一種優選的實施方式中，所述類金剛石保護膜的平均透過率≥66％、平均反射率≤3％。

在一種優選的實施方式中，所述硅基底所采用的材料為紅外光學材料硅。

本發明還公開了上述硅基底類金剛石保護膜的制備方法，包括如下步驟：

步驟S1：使用雙面高溫膠帶將硅基底固定在工件盤上；

步驟S2：采用電子束蒸發鍍膜設備在硅基底表面全口徑鍍制鍺連接層；

步驟S3：采用等離子體化學氣相沉積設備，在鍍有鍺連接層的硅基底表面鍍制類金剛石保護膜。

在一種優選的實施方式中，步驟S2中的鍍膜溫度為170±5℃，鍍制過程中采用離子源進行離子輔助。

在一種優選的實施方式中，步驟S3中沉積的碳源氣體為丁烷，稀釋氣體為氬氣。

在一種優選的實施方式中，丁烷濃度為60～150％。

在一種優選的實施方式中，步驟S3中等離子體化學氣相沉積設備的沉積功率為600～1500W，沉積時間為7～13min。

本發明中的一種硅基底類金剛石保護膜及其制備方法，與現有技術相比，其有益效果為：

本發明中的一種硅基底類金剛石保護膜，在硅基底與類金剛石保護膜之間設置了鍺連接層，增強了類金剛石保護膜在硅基底上的附著力，特別是提高了硅基底邊緣類金剛石保護膜的附著力，避免了邊緣出現脫膜現象，實現類金剛石保護膜在硅基底上全口徑穩定覆蓋，降低廢品率，節省生產成本。

附圖說明

圖1是本發明中一種硅基底類金剛石保護膜的膜層結構示意圖；

圖2是本發明中實施例1制備所得類金剛石保護膜的透光率光譜曲線圖；

圖3是本發明中實施例1制備所得類金剛石保護膜的反射率光譜曲線圖。

具體實施方式

下面將結合本發明的附圖，對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。