[發明專利]一種紅外增透的二氧化鉿介質薄膜及其制備方法有效
| 申請號: | 202011103988.6 | 申請日: | 2020-10-15 |
| 公開(公告)號: | CN112241031B | 公開(公告)日: | 2022-04-12 |
| 發明(設計)人: | 趙九蓬;谷金鑫;豆書亮;李垚;魏航;任飛飛 | 申請(專利權)人: | 哈爾濱工業大學 |
| 主分類號: | G02B1/115 | 分類號: | G02B1/115;C23C14/02;C23C14/08;C23C14/58;C23C14/35 |
| 代理公司: | 哈爾濱華夏松花江知識產權代理有限公司 23213 | 代理人: | 侯靜 |
| 地址: | 150001 黑龍*** | 國省代碼: | 黑龍江;23 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 一種 紅外 氧化 介質 薄膜 及其 制備 方法 | ||
1.一種紅外增透的二氧化鉿介質薄膜,其特征在于紅外增透的二氧化鉿介質薄膜由Si基底及一側設置的HfO2微納結構層組成,或紅外增透的二氧化鉿介質薄膜由Si基底及兩側設置的HfO2微納結構層組成;
所述的HfO2微納結構層由多個HfO2微納結構單元組成,所述的多個HfO2微納結構單元緊密排列于Si基底表面,且HfO2微納結構單元的形狀為圓錐形、圓臺形、子彈形或拋物線形;當所述的HfO2微納結構單元為圓錐形時,圓錐形底面直徑為500nm~1000nm,高度為500nm~1500nm,圓錐角為37°~53°;當所述的HfO2微納結構單元為圓臺形時,圓臺形頂面直徑為100nm~500nm,底面直徑為500nm~1000nm,高度為500nm~1500nm;當所述的HfO2微納結構單元為子彈形時,底面直徑為500nm~1000nm,高度為500nm~1500nm;當所述的HfO2微納結構單元為拋物線形時,底面直徑為500nm~1000nm,高度為500nm~1500nm。
2.根據權利要求1所述的一種紅外增透的二氧化鉿介質薄膜,其特征在于所述的Si基底為對2.5μm~14μm波段紅外光具有50%~60%透過率的Si。
3.如權利要求1所述的一種紅外增透的二氧化鉿介質薄膜的制備方法,其特征在于它是按以下步驟進行的:
一、清洗基片:
對Si基底進行清洗,得到預處理的Si基底;
二、HfO2薄膜制備:
在Ar氣體流量為80sccm、O2氣體流量為4sccm、氣壓為0.6Pa~1.4Pa、功率為100W~200W及溫度為200℃~500℃的條件下,利用直流磁控濺射技術在預處理的Si基底一側或兩側濺射HfO2薄膜;
三、微納結構加工:
在HfO2薄膜表面沉積直徑為500nm~1000nm的SiO2球作為模板,然后在Ar氣體流量為10sccm~20sccm、CHF3氣體流量為10sccm~50sccm、功率為80W~160W及氣壓為100mtorr~120mtorr的條件下,利用反應等離子刻蝕技術對HfO2薄膜進行刻蝕,最后去除SiO2球,得到一種紅外增透的二氧化鉿介質薄膜;
所述的HfO2微納結構層由多個HfO2微納結構單元組成,所述的多個HfO2微納結構單元緊密排列于Si基底表面,且HfO2微納結構單元的形狀為圓錐形、圓臺形、子彈形或拋物線形;當所述的HfO2微納結構單元為圓錐形時,圓錐形底面直徑為500nm~1000nm,高度為500nm~1500nm,圓錐角為37°~53°;當所述的HfO2微納結構單元為圓臺形時,圓臺形頂面直徑為100nm~500nm,底面直徑為500nm~1000nm,高度為500nm~1500nm;當所述的HfO2微納結構單元為子彈形時,底面直徑為500nm~1000nm,高度為500nm~1500nm;當所述的HfO2微納結構單元為拋物線形時,底面直徑為500nm~1000nm,高度為500nm~1500nm。
4.根據權利要求3所述的一種紅外增透的二氧化鉿介質薄膜的制備方法,其特征在于步驟一中所述的清洗具體為將Si基底浸泡于清洗劑中超聲清洗20min~30min,去除表面雜質及氧化層,再利用超純水多次清洗,最后用無水乙醇進行清洗。
5.根據權利要求4所述的一種紅外增透的二氧化鉿介質薄膜的制備方法,其特征在于所述的清洗劑為質量百分數為98%的硫酸與質量百分數為30%的雙氧水按體積比為3:1混合而成。
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