[发明专利]氮化硅/氧化硅双层增透保护薄膜的制备方法

摘要

本发明涉及一种氮化硅/氧化硅双层增透保护薄膜的制备方法。技术特征在于步骤如下：在微波电子回旋共振(ECR)等离子体射频磁控溅射系统中通入Ar气，对Si靶进行预溅射；采用ECR等离子体射频磁控溅射方法在蓝宝石衬底上沉积Si₃N₄薄膜后退火；采用ECR等离子体射频磁控溅射方法在沉积有Si₃N₄薄膜的蓝宝石上再沉积SiO₂薄膜后再退火。本发明制备的氮化硅薄膜可满足化学计量比，薄膜的致密性良好，且能够有效降低SiO₂薄膜和蓝宝石衬底之间的热应力；制备的氮化硅/氧化硅双层增透保护薄膜可明显提高蓝宝石的高温断裂强度，有效地增加蓝宝石的红外透过率。

主权项

1.一种氮化硅/氧化硅双层增透保护薄膜的制备方法，其特征在于步骤如下：步骤1：在微波电子回旋共振等离子体射频磁控溅射系统中通入Ar气，对Si靶进行预溅射5～40分钟，除去Si靶表面的氧化层；步骤2：采用ECR等离子体辅助溅射沉积方法在蓝宝石衬底上沉积Si3N4薄膜，形成镀膜蓝宝石；工艺条件为：ECR等离子体室口离基片的距离为8.0～20.0cm、ECR功率为10～500W、射频功率为1～400W、Ar气流量为0.1～40.0SCCM、N2气流量为1.0～50.0SCCM、反应室气压为0.1～15.0Pa、衬底温度为20～1000℃、溅射靶离基片的距离为3.0～15.0cm、沉积时间为0.1～10.0h；步骤3：对步骤2得到的镀膜蓝宝石进行退火处理，工艺条件为：退火温度400～1000℃、退火保护气氛N2气、退火时间0.1～8.0h；步骤4：采用ECR等离子体辅助溅射沉积方法对经过步骤3得到的沉积有Si3N4 薄膜的蓝宝石上再沉积SiO2薄膜，工艺条件为：ECR等离子体室口离基片的距离为8.0～20.0cm、ECR功率为20～500W、射频功率为40～400W、Ar气流量为3.0～40.0SCCM、O2气流量范围为1.0～30.0SCCM、反应室气压为0.1～15.0Pa、衬底温度为20～800℃、溅射靶离基片的距离为3.0～20.0cm、沉积时间为0.1～10.0h；步骤5：对经过步骤4得到的镀膜蓝宝石进行退火处理，得到Si3N4/SiO2双层增透保护薄膜；工艺条件为：退火温度为400～1000℃、退火保护气氛为O2气、退火时间为0.1～8.0h。