CN101177779A - 采用磁控溅射在碳化硅反射镜表面涂覆硅膜的方法 - Google Patents

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Abstract

采用磁控溅射在碳化硅反射镜表面涂覆硅膜的方法，它涉及碳化硅反射镜表面的涂膜方法。它解决了现有反射镜的两相具有相差悬殊的硬度值，使抛光的均匀性受到影响，加工难度高；反射镜的粗糙度较高、表面易损伤的问题。本发明的方法为：一、将碳化硅反射镜进行清洗；二、将碳化硅反射镜置于磁控溅射真空仓内的加热台上；三、将真空仓内抽真空，对碳化硅反射镜加热；四、通入Ar气，启动电离电源，对碳化硅反射镜表面进行电离清洗；五、向反射镜表面进行磁控溅射沉积镀膜。本发明方法制备的硅膜致密性好，覆盖了碳化硅表面的两相组织，易于抛光，光学精度高，硅膜与反射镜表面的结合性好。

Description

采用磁控溅射在碳化硅反射镜表面涂覆硅膜的方法
技术领域
本发明涉及在碳化硅反射镜表面涂覆硅膜层的方法。
背景技术
碳化硅材料以优异的物理特性和良好的工艺性能，正逐渐成为最具发展前途的新型轻质反射镜材料。现有碳化硅反射镜采用普通烧结和热压烧结工艺所生成的碳化硅反射镜坯体因高硬度而难以抛光，而反应烧结形成的碳化硅反射镜复合材料的两相组织具有相差悬殊的硬度值，使抛光的均匀性受到极大影响，抛光难度大，所制备的反射镜表面粗糙，难以达到加工精度要求。
发明内容
本发明为了解决现有普通烧结和热压烧结所生成的碳化硅反射镜坯体难以抛光，而反应烧结形成的碳化硅和硅双相组织具有相差悬殊的硬度值，使抛光的均匀性受到严重影响的问题，提供了一种采用磁控溅射在碳化硅反射镜表面涂覆硅膜的方法，解决上述问题的具体技术方案如下：
本发明采用磁控溅射在碳化硅反射镜表面涂覆硅膜的方法的步骤如下：
步骤一、将碳化硅反射镜用丙酮超声波清洗15～30分钟，再用酒精清洗15～30分钟，最后再用去离子水清洗15～30分钟；
步骤二、将碳化硅反射镜置于磁控溅射真空仓内的加热台上；
步骤三、通过真空系统将真空仓内抽真空，当真空仓内真空度达到1.0×10-4～9.9×10-4帕时，启动加热装置对碳化硅反射镜加热，加热温度为25～650℃，并且保温10分钟～2小时；
步骤四、通入Ar气，当真空仓内压强为3～5帕时，对碳化硅反射镜表面进行反溅清洗10～20分钟；
步骤五、反溅清洗完毕后，施加溅射功率启辉，溅射功率为60～200瓦，气体流量控制在10sccm～50sccm，预溅射3～5分钟后，真空仓内气体压强降至0.1～2帕，在反射镜表面上加0～200伏的脉冲负偏压，占空比为10％～90％，移开挡板，采用磁控溅射方法向碳化硅反射镜表面进行沉积镀膜，磁控溅射沉积镀膜时间由膜的厚度来确定，磁控溅射沉积结束，关闭所有电源，待真空仓内温度降至室温时，即完成对碳化硅反射镜表面硅膜的涂覆。
本发明方法在反射镜表面涂覆硅膜具有良好的致密性；与现有技术相比，用本发明在碳化硅反射镜表面涂覆的硅膜消除了碳化硅表面的两相组织，并且易于抛光，能够达到所需的光学精度，硅膜与反射镜表面的结合性好。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式在碳化硅反射镜表面涂覆硅膜的方法的步骤如下：
步骤一、将碳化硅反射镜用丙酮超声波清洗15～30分钟，再用酒精清洗15～30分钟，最后再用去离子水清洗15～30分钟；
步骤二、将碳化硅反射镜置于磁控溅射真空仓内的加热台上；
步骤三、通过真空系统将真空仓内抽真空，当真空仓内真空度达到1.0×10-4～9.9×10-4帕时，启动加热装置对碳化硅反射镜加热，加热温度为25～650℃，并且保温10分钟～2小时；
步骤四、通入Ar气，当真空仓内压强为3～5帕时，对碳化硅反射镜表面进行反溅清洗10～20分钟；
步骤五、反溅清洗完毕后，施加溅射功率启辉，溅射功率为60～200瓦，气体流量控制在10sccm～50sccm，预溅射3～5分钟后，真空仓内气体压强降至0.1～2帕，在反射镜表面上加0～200伏的脉冲负偏压，脉冲的占空比为10％～90％，移开挡板，采用磁控溅射方法向碳化硅反射镜表面进行磁控溅射沉积镀膜，所制备的硅膜厚度为0.3～10微米，磁控溅射沉积镀膜时间由膜的厚度来确定，磁控溅射沉积结束，关闭所有电源，待真空仓内温度降至室温时，即完成对碳化硅反射镜表面硅膜的涂覆。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于步骤一中将碳化硅基底用丙酮超声波清洗20分钟，再用酒精超声波清洗20分钟，最后用去离子水超声波清洗20分钟。其它步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于步骤二中将碳化硅衬底置于加热台上，整个装置位于磁控溅射真空仓内；步骤三中通过真空获得系统将真空仓内抽成真空，当真空仓内真空度达到2.0×10-4帕时，启动加热装置，加热至400℃，并且保温1小时。其它步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于步骤四中通入Ar气，当真空仓内压强为5帕时，对衬底表面进行反溅清洗，反溅清洗10分钟。其它步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于步骤五中反溅清洗完毕后，施加溅射功率启辉，溅射功率为120瓦，气体流量控制在25sccm，预溅射5分钟后，真空仓内气体压强降至1.2帕，移开挡板，向反射镜表面镀膜，镀硅膜的厚度为0.8微米，磁控溅射沉积镀膜时间为1小时。其它步骤与具体实施方式一相同。

Claims (6)

1.采用磁控溅射在碳化硅反射镜表面涂覆硅膜的方法，其特征在于该方法的步骤如下：
步骤一、将碳化硅反射镜用丙酮超声波清洗15～30分钟，再用酒精清洗15～30分钟，最后再用去离子水清洗15～30分钟；
步骤二、将碳化硅反射镜作为基底置于加热台上，整个装置放入磁控溅射真空仓内；
步骤三、通过真空系统将真空仓内抽真空，当真空仓内真空度达到1.0×10-4～9.9×10-4帕时，启动加热装置对碳化硅反射镜加热，加热温度为25～650℃，并且保温10分钟～2小时；
步骤四、通入Ar气，当真空仓内压强为3～5帕时，对碳化硅反射镜表面进行反溅清洗10～20分钟；
步骤五、反溅清洗完毕后，施加溅射功率启辉，溅射功率为60～200瓦，气体流量控制在10sccm～50sccm，预溅射3～5分钟后，真空仓内气体压强降至0.1～2帕，在反射镜表面上加0～200伏的脉冲负偏压，脉冲的占空比为10％～90％，移开挡板，采用磁控溅射方法向反射镜表面进行磁控溅射沉积镀膜，磁控溅射沉积镀膜时间由膜的厚度来确定，磁控溅射沉积结束，关闭所有电源，待真空仓内温度降至室温时，即完成对碳化硅反射镜表面硅膜的涂覆。
2.根据权利要求1所述的采用磁控溅射在碳化硅反射镜表面制备硅膜层的方法，其特征在于步骤一中将碳化硅基底用丙酮超声波清洗20分钟，再用酒精超声波清洗20分钟，最后用去离子水超声波清洗10分钟。
3.根据权利要求1所述的采用磁控溅射在碳化硅反射镜表面制备硅膜层的方法，其特征在于步骤二中将碳化硅衬底置于加热台上，整个装置位于磁控溅射真空仓内；步骤三中通过真空系统将真空仓内抽成真空，当真空仓内真空度达到2.0×10-4帕时，启动加热装置对碳化硅反射镜加热，加热至400℃，并且保温1小时。
4.根据权利要求1所述的采用磁控溅射在碳化硅反射镜表面涂覆硅膜的方法，其特征在于步骤四中通入Ar气，当真空仓内压强为5帕时，对碳化硅反射镜表面进行反溅清洗15分钟。
5.根据权利要求1所述的采用磁控溅射在碳化硅反射镜表面涂覆硅膜的方法，其特征在于步骤五中磁控溅射沉积镀膜的厚度为0.3～10微米。
6.根据权利要求1所述的采用磁控溅射在碳化硅反射镜表面涂覆硅膜的方法，其特征在于步骤五中电离清洗完毕后，施加溅射功率启辉，溅射功率为120瓦，气体流量控制在25sccm，预溅射5分钟后，真空仓内气体压强降至1.2帕，移开挡板，向反射镜表面镀膜，镀硅膜的厚度为0.8微米，磁控溅射沉积镀膜时间为1小时。
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