[發明專利]一種高透、高阻、高硬度共摻雜DLC薄膜的制備方法

在審

• 申請號: 202110109552.6
• 申請日: 2021-01-27
• 公開（公告）號: CN112899631A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 沈洪雪;姚婷婷;李剛;彭塞奧
• 申請（專利權）人: 中建材蚌埠玻璃工業設計研究院有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/06
• 代理公司: 安徽省蚌埠博源專利商標事務所(普通合伙) 34113
• 代理人: 陳俊

本發明公開一種高透、高阻、高硬度共摻雜DLC薄膜的制備方法，包括以下步驟：S1、清洗襯底，去除襯底表面污垢：S2、采用磁控三靶共濺射系統，將W靶與C靶分別放置于磁控三靶共濺射系統的兩個靶位，W靶與C靶均采用直流電源，然后對磁控三靶共濺射系統抽真空、通入氬氣、起輝，活化和清理靶材；S3、將襯底置于磁控三靶共濺射系統內，直流電源對磁控三靶共濺射系統抽真空，在真空度抽至6.0*10^?5Pa時，通入濺射氣體氬氣，起輝，進行預濺射；S4、在襯底表面濺射鍍膜，得到所述共摻雜DLC薄膜；該方法既可以提高DLC薄膜的硬度，又可以達到高透過率，還能夠改變薄膜的電阻，以達到高電阻的特性，滿足器件更高的使用要求。

技術領域

本發明涉及類金剛石薄膜技術領域，具體是一種高透、高阻、高硬度共摻雜DLC薄膜的制備方法。

背景技術

類金剛石薄膜是一種性能類似于金剛石的一種非晶碳膜，具有金剛石的相關性能。硬度僅次于金剛石，優異的機械特性、光學特性和化學特性等，其早已被國內外使用。

但對于DLC薄膜來說，無摻雜DLC膜因含金剛石相（sp3）較少，硬度不高，電阻無法在一定范圍內進行合理調節，同時其耐磨性有時未能達到高精密器件的使用要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高透、高阻、高硬度共摻雜DLC薄膜的制備方法，該方法既可以提高DLC薄膜的硬度，又可以達到高透過率，同時還能夠改變薄膜的電阻，以達到高電阻的特性，滿足器件更高的使用要求。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種高透、高阻、高硬度共摻雜DLC薄膜的制備方法，包括以下步驟：

S1、清洗襯底，去除襯底表面污垢：

S2、采用磁控三靶共濺射系統，將W靶與C靶分別放置于磁控三靶共濺射系統的兩個靶位，W靶與C靶均采用直流電源，然后對磁控三靶共濺射系統抽真空、通入氬氣、起輝，活化和清理靶材；

S3、將襯底置于磁控三靶共濺射系統內，對磁控三靶共濺射系統抽真空，在真空度抽至6.0*10^-5Pa時，通入濺射氣體氬氣，起輝，進行預濺射；

S4、在襯底表面濺射鍍膜，得到所述共摻雜DLC薄膜；濺射時，W靶與C靶的功率為100～300W；Ar流量為10～20sccm，N₂流量為3～5sccm，工作氣壓保持在0.2～1.0Pa，濺射總時間為1～3min，其中通入N₂的濺射時間為10～30s。

進一步的，所述襯底采用超白高透玻璃。

進一步的，步驟S4 中W靶的功率300W，C靶的功率為150W，Ar流量為15sccm，工作氣壓保持在0.5Pa，濺射總時間為2min，當濺射時間到達1.5min時，通入N₂，N₂流量為3sccm，直至濺射完畢。

本發明的有益效果是：

一、共摻雜中的W能夠提高薄膜的耐磨性，從而可以使薄膜在耐磨器件中使用。

二、共摻雜中的N可以改變薄膜中的sp2鍵的含量，即改變薄膜的電阻率。

三、選用超白高透玻璃作為襯底，能夠保證產品本身的高透過率。

四、W、C兩靶材的電源、濺射時的工藝參數以及氣體流量等可以相對獨立控制，可操控性強。

五、通過改變W、C兩靶的工藝參數以及N₂量，可制備出性能不同的共摻雜DLC薄膜。

六、本發明工藝簡單，操作性強，重復性好。

具體實施方式

本發明提供一種高透、高阻、高硬度共摻雜DLC薄膜的制備方法，包括以下步驟：

S1、取超白高透玻璃作為襯底，清洗襯底，去除襯底表面污垢，并用熱風吹干；