基于硅靶和碳化硅靶的碳化硅薄膜磁控溅射工艺对比
2021-10-16杨梦熊惠迎雪
表面技术 2021年9期
关键词:工艺
杨梦熊,惠迎雪
(西安工业大学 陕西省薄膜技术与光学检测重点试验室,西安 710021)
现代社会发展越来越快,科学技术也日新月异。自人类第一颗太空卫星成功发射以来,空间技术的进步一刻也没有停止过。在空间反射镜方面,碳化硅可以被制成一些轻型结构[1],是一种常用的镜体材料。常用的碳化硅镜体有两种[2]:一种是RB-SiC(反应烧结碳化硅),另一种是S-SiC(常压烧结碳化硅)。由于RB-SiC 和S-SiC 在制备工艺方面存在的问题,导致直接对其抛光后的光学性能难以满足空间光学系统的要求,所以必须对其进行表面改性[3]。也可以优化碳化硅的制备工艺以达到使用要求[4],但这在短期内很难取得实质性的突破。
国内外普遍的做法是在碳化硅基底上用PVD 或CVD 镀制Si 改性层[5-6],然后再对其进一步修形、抛光,以达到使用要求。然而,Si 改性层存在与SiC 陶瓷基底热膨胀系数不匹配的问题,会影响碳化硅高反镜的稳定性。但是在SiC 陶瓷基底上沉积SiC 改性层,这样改性层材料与基底材料热膨胀系数的不一致性会大大降低,从而会大大降低碳化硅陶瓷改性层由于热膨胀系数不匹配而发生掉膜、皲裂的风险。
由上述可见,改性层的制备对于碳化硅反射镜非常重要,并且由于碳化硅拥有众多的优异性能[7],如耐高温、禁带宽度宽[8]、硬度高、耐磨性好、热导率高、抗热震性好等,使得碳化硅薄膜不仅仅应用于空间高反镜改性层,还应用于耐高温涂层、第三代半导体材料、耐磨涂层等。
目前制备碳化硅涂层的工艺主要是[9]CVD(化学气相沉积),但是CVD 工艺存在所需基底温度高、膜层易开裂等缺点。……
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