磁控反应溅射aln薄膜的制备工艺与性能研究

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1、莛熬工韭大学王学醺±学经论文摘要金刚石具有高红外透过率、低吸收系数、抗热冲难性好、耐磨擦等一系列伐舅瓣矬髭，怒翻造褰速飞行嚣红癸鬻日和头攀数理想耪料。然嚣金测石在750oC以上时很容易发生氧化，导致透过率急剧下降。因此在金刚石表面镀制抗氧纯逶透涂屡裁成隽渍是英在裹逸、裹瀑下应翅豹关键技本。氮饯铝(AIN)具巍优良的物理、化学性能，并且与金刚石附着良好。在国外，A1N用作金刚石抗氟他涂屡貔疆究已经燕野，著取褥进震；蓑在嚣内，有芙A1N光学保护涂层款磷究还未见报道。本文主要研究了氮化铝薄膜的制备工艺及其对薄膜结构、性能爨影鹃蠼律，必涛氮化铝爱嚣金列石熬荭氧纯涂层

2、羹定了基旗。主要麟究残浆如下：剃踅OPFCAD软传在金爨石挂底上设计TA1N增透稼护貘系，劳慰联设谤的膜系进行了结构敏感因子(n，d)及结构偏差分析。金刚石衬底双面镀AIN膜系，在8～ll。5p．m波段熬平缘透_i妻率太予85％，霹漩足导弹头罩设诗窥镬援熬要求。在BMS450型磁控溅射镀膜机上优化出了制备A1N薄膜的工艺参数范围，并援示了气嚣滚量、射频功搴、靶基雅、树惑港度、溅褰季气遂等参数慰薄貘沉积速率的影响舰律。难交试验设计结果表明射频功率对沉积速率的影响是最大豹，荠显确定了薄貘鬏大滋积速率戆王艺参数。结合实验结果对靶面的氮化反应进行了理论分析，解释了氮

3、气流量对沉积速率黪影稳麓箨。对所制备的A1N薄膜进行了x射线光电予谱(XPS)、X射线衍射(XRD)及显徽疆度分耩。交XPS分季嚣结果可煞，薄袋中魏Al、N元豢形成了A1N钝会物，表面可能形成了非晶的氧化铝或飘氮化锅簿层。XRD分析结果表明，所制餐瓣AIN薄袋菇六受鹣型，380。C数T沉积薄貘教缝褥主要隽饕鑫态，薅蔷瓣底温度的升高，薄膜逐渐开始晶化。关键词：金刚石抗氧化涂层AIN膜系设计磁控溅射，，，雪!l苫些奎茎苫耋鎏耋警堡鎏耋，。。，，。．ABSTRAC．I’Diamondhasexcellentpropertiessuchasgoodtransmiss

4、ionintheinfrared，lowabsorptioncoefficient，hitghresistancetothermalsho矗andfriction，Diamondisallidealmaterialforairbornewindowsanddomesforhigh—speedflight．However,diamondissubject圭ooxidationinairattemperaturesgreaterthan7500C。andtheopticaltransmissionisdegradedsharp．Inordertomeetthen

5、eedforapplicationsofhigh-speedorhigh-temperature，theanti—oxidationandanti-reflectivefilmsmustbepreparedonthediamondsurface．Aluminumnitride(AtN)arepromisinganti-oxidationfilmswithgoodphysical，chemicalpropertiesandgoodadhesiontodiamond．GreatprogresshasbeenmadeintheresearchesaboutAlNa

6、nti-oxidationfilmsoverseas．ButnodomesticworkhasbeendoneonAlNopticalandprotectivefilms．ResearchesofthepapermostlyconcentrateonpreparationofAlNfilmsandthefunctionsofexperimentparametersonfilmsstructureandproperties．Themaincontentsandresultsarelistedasfollows：WiththehelpofOPFCADsoftwa

7、re，anti-reflectivefilmscontainingAINonthediamondsubstratearedesignedandanalysisofstructuresensitivefactorandvariationaredoneAfterAlNfilmsdepositedonthesurfacesofdiamond．theaveragetransmittancein8～ll+5娜BwavebandCallexceed85％，whichCanmeettherequirementsofmissiledomeininfraredapplicat

8、ion．A1Nfilmsarepreparedons