[發明專利]一種玻璃基片薄膜結構及其制備方法

有效

• 申請號: 202211028882.3
• 申請日: 2022-08-26
• 公開（公告）號: CN115161596B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 尚鵬;朱晨陽;曹波;馬遠飛;石紅春;林泉;李歡歡;許寧
• 申請（專利權）人: 有研國晶輝新材料有限公司
• 主分類號: C23C14/06
• 分類號: C23C14/06;C23C14/10;C23C14/16;C23C14/18;C23C14/22;C23C14/35;C23C16/26;C23C16/27;C23C16/30;C23C16/32;C23C16/40;C23C16/50
• 代理公司: 河北國維致遠知識產權代理有限公司 13137
• 代理人: 墨偉

1.一種玻璃基片薄膜的制備方法，其特征在于，玻璃基片薄膜的結構包括依次設置玻璃基片第一表面上的一漸變過渡層和一匹配層，其中，玻璃基片薄膜的制備方法包括以下步驟：

根據玻璃基片的主體組分，確定第一組分的各元素構成，并確定Ge作為第二組分，根據所述第一組分和第二組分，分別制備與所述第一組分匹配第一靶材、以及與所述第二組分相同的第二靶材，將所述第一靶材和第二靶材并列、間隔設置在濺射設備內，形成共濺射系統；

在真空條件下、以氬氣作為反應氣體，采用磁控濺射法轟擊所述第一靶材和第二靶材，在所述玻璃基片上形成漸變過渡層，其中，所述漸變過渡層中第一組分中各元素的含量自所述玻璃基片遞減、第二組分中元素的含量自所述玻璃基片遞增；

在所述漸變過渡層上生長沉積匹配層，得所述玻璃基片薄膜結構；

所述匹配層為紅外增透匹配層；

所述玻璃基片為紅外硫系玻璃基片；

其中，所述紅外硫系玻璃基片的主體組分包括S、Se或Te元素中一種或多種，以及Ge、Si、As或Sb元素中一種或多種玻璃基片；

所述漸變過渡層的厚度為50nm-350nm；

所述紅外增透匹配層生長沉積的方法為物理氣相沉積法；在真空條件為1.0×10^-3Pa-2.0×10^-3Pa，沉積溫度為100℃-130℃，等離子體輔助能量為250W-350W條件下，確定薄膜設計波長為3800nm-4200nm，對于折射率為2.40-2.80的玻璃基片，在8μm-12μm長波紅外下紅外增透匹配層的結構為：Sub//x₁H y₁M x₂H y₂M z₁L y₃M//Air，其中，Sub代表漸變過渡層，H代表高折射率薄膜層，具體為Ge薄膜層，L代表低折射率薄膜層，具體為ZnS薄膜層，M代表中折射率薄膜層，具體為YbF3薄膜層，Air代表空氣，x_i、y_i、z_i，i＝1、2、3，代表每層膜的光學厚度系數，單位光學厚度為λ₀/4，λ₀為所述薄膜設計波長；其中，x₁＝1.31-1.59；y₁＝1.72-2.1；x₂＝1.9-2.32；y₂=2.67-3.25；z₁=1.56-1.9；y₃=1.23-1.49；Ge薄膜層沉積速率0.2~0.5nm/s，ZnS薄膜層沉積速率0.3~1.5nm/s，YbF3薄膜層沉積速率0.3~0.6nm/s。

2.如權利要求1所述玻璃基片薄膜的制備方法，其特征在于，所述第一靶材為1個，該第一靶材的各元素含量與所述玻璃基片主體元素的比例相同，將所述第一靶材與第二靶材間隔50mm-500mm放置；

基于磁控濺射方法，待真空條件為1.0×10^-3Pa-2.0×10^-3Pa時充入15sccm-25sccm高純氬氣，對所述第一靶材和第二靶材進行濺射，濺射時長為5min-30min，磁控濺射的同時，旋轉所述玻璃基片；

其中，對所述第一靶材的濺射功率逐漸減低，對第二靶材的濺射功率逐漸增加，在所述玻璃基片的第一表面獲得組分漸變過渡至Ge的薄膜結構。

3.如權利要求2所述玻璃基片薄膜的制備方法，其特征在于，對所述第一靶材的濺射功率由400W-500W漸降低至為0W，對所述第二靶材的濺射功率由0W升高至350W-450W；

所述玻璃基片設置在所述第一靶材與第二靶材之間的上方空間、且距所述第一靶材或第二靶材頂部的距離為30mm-150mm；

所述玻璃基片的旋轉速率為10rpm-40rpm；

濺射的溫度為25℃-130℃。