JP3136845B2 - 赤外反射防止膜とその形成方法 - Google Patents
赤外反射防止膜とその形成方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光学部品の反射防止膜に
関するものであり、特に赤外用光学材料として使用され
るシリコン基板の赤外反射防止膜とその形成方法に関す
るものである。
関するものであり、特に赤外用光学材料として使用され
るシリコン基板の赤外反射防止膜とその形成方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、赤外用光学材料としてはシリコン
（Ｓｉ）がよく知られている。しかしながら、シリコン
は屈折率が通常の光学用ガラスに比べて高い（約３．
３）ために反射が高く（１面当たり約２８％）、光学部
品として使用するには反射防止膜が不可欠である。
（Ｓｉ）がよく知られている。しかしながら、シリコン
は屈折率が通常の光学用ガラスに比べて高い（約３．
３）ために反射が高く（１面当たり約２８％）、光学部
品として使用するには反射防止膜が不可欠である。
【０００３】以下、図面を参照しながら従来のシリコン
基板に対する赤外反射防止膜とその形成方法について説
明する。
基板に対する赤外反射防止膜とその形成方法について説
明する。
【０００４】単層の反射防止膜としては硫化亜鉛（Ｚｎ
Ｓ）からなるものが一般的であり、その断面構造を図５
に示す。図５において、５１はシリコン（Ｓｉ）の基
板、５２は硫化亜鉛層である。反射防止膜の光学的膜厚
はλ／４（λは反射防止波長域の中心波長）であり、通
常真空蒸着法によって形成される。前記の硫化亜鉛層５
２からなる単層反射防止膜は、基板５１との密着性およ
び耐湿性が低いので、それらを向上するために蒸着時に
シリコン基板５１を加熱したり、蒸着前に基板５１にイ
オンボンバードの処理を行ったりする。
Ｓ）からなるものが一般的であり、その断面構造を図５
に示す。図５において、５１はシリコン（Ｓｉ）の基
板、５２は硫化亜鉛層である。反射防止膜の光学的膜厚
はλ／４（λは反射防止波長域の中心波長）であり、通
常真空蒸着法によって形成される。前記の硫化亜鉛層５
２からなる単層反射防止膜は、基板５１との密着性およ
び耐湿性が低いので、それらを向上するために蒸着時に
シリコン基板５１を加熱したり、蒸着前に基板５１にイ
オンボンバードの処理を行ったりする。
【０００５】また、反射防止膜を多層化することもあ
り、例えば２層反射防止膜については基板側から数えて
第１層がチタン酸化物層、第２層が硫化亜鉛層のものが
提案されている（例えば特開昭５６−１０６２０２号公
報）。
り、例えば２層反射防止膜については基板側から数えて
第１層がチタン酸化物層、第２層が硫化亜鉛層のものが
提案されている（例えば特開昭５６−１０６２０２号公
報）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、赤外
用反射防止膜の材料として硫化亜鉛（ＺｎＳ）がよく用
いられるが、この硫化亜鉛（ＺｎＳ）は約１０００℃以
上に加熱すると昇華によって蒸発し、比較的容易に薄膜
を形成することができる。
用反射防止膜の材料として硫化亜鉛（ＺｎＳ）がよく用
いられるが、この硫化亜鉛（ＺｎＳ）は約１０００℃以
上に加熱すると昇華によって蒸発し、比較的容易に薄膜
を形成することができる。
【０００７】しかしながら室温の基板面に蒸着したＺｎ
Ｓ膜は、基板との密着性が弱く湿度に弱い。これを解決
するために基板温度を１５０℃程度に加熱して蒸着する
方法が採用されるが、この方法は可視域用の比較的膜厚
の薄い（約０．２μｍぐらいまで）ものにはある程度有
効ではあるが、赤外域の反射防止膜として膜厚が１μｍ
前後あるようなものでは、基板との密着性および耐湿性
向上の効果は小さく、膜にクラックが発生し、その結果
光学特性が劣化することもあり改善の効果は小さい。
Ｓ膜は、基板との密着性が弱く湿度に弱い。これを解決
するために基板温度を１５０℃程度に加熱して蒸着する
方法が採用されるが、この方法は可視域用の比較的膜厚
の薄い（約０．２μｍぐらいまで）ものにはある程度有
効ではあるが、赤外域の反射防止膜として膜厚が１μｍ
前後あるようなものでは、基板との密着性および耐湿性
向上の効果は小さく、膜にクラックが発生し、その結果
光学特性が劣化することもあり改善の効果は小さい。
【０００８】また、イオンボンバードの処理をおこなっ
たものについてもその改善の効果は小さい。さらに、チ
タン酸化物層、硫化亜鉛層からなる２層反射防止膜はＺ
ｎＳの耐湿性は向上されるが、これも近赤外域までの比
較的薄い膜厚に相当するものまでであり、この反射防止
膜においてもチタン酸化物層とシリコン基板との密着性
は優れたものではない。
たものについてもその改善の効果は小さい。さらに、チ
タン酸化物層、硫化亜鉛層からなる２層反射防止膜はＺ
ｎＳの耐湿性は向上されるが、これも近赤外域までの比
較的薄い膜厚に相当するものまでであり、この反射防止
膜においてもチタン酸化物層とシリコン基板との密着性
は優れたものではない。
【０００９】以上のように従来の赤外反射防止膜には、
シリコン基板との密着性が悪い、耐湿性に劣る、光学特
性の安定性に欠けるという課題を有していた。
シリコン基板との密着性が悪い、耐湿性に劣る、光学特
性の安定性に欠けるという課題を有していた。
【００１０】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、シリコン基板に対しての密着性および耐久性および
光学特性に優れた赤外反射防止膜とその形成方法を提供
することを目的とする。
で、シリコン基板に対しての密着性および耐久性および
光学特性に優れた赤外反射防止膜とその形成方法を提供
することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の赤外反射防止膜は、シリコン基板表面に形
成する２層構造の赤外反射防止膜であって、基板側から
数えて第１層目はシリコン改質層であり、第２層目は硫
化亜鉛層であり、前記シリコン改質層は前記硫化亜鉛層
の形成前に前記シリコン基板にイオンビームを照射する
ことで、前記シリコン基板の表面酸化層のシリコン−酸
素結合の一部を破断した層である赤外反射防止膜であ
る。
に、本発明の赤外反射防止膜は、シリコン基板表面に形
成する２層構造の赤外反射防止膜であって、基板側から
数えて第１層目はシリコン改質層であり、第２層目は硫
化亜鉛層であり、前記シリコン改質層は前記硫化亜鉛層
の形成前に前記シリコン基板にイオンビームを照射する
ことで、前記シリコン基板の表面酸化層のシリコン−酸
素結合の一部を破断した層である赤外反射防止膜であ
る。
【００１２】また、本発明の赤外反射防止膜は、シリコ
ン基板表面に形成する２層構造の赤外反射防止膜であっ
て、基板側から数えて第１層目はシリコン改質層であ
り、第２層目は酸化物誘電体層であり、前記シリコン改
質層は前記酸化物誘電体層の形成前に前記シリコン基板
にイオンビームを照射することで、前記シリコン基板の
表面酸化層のシリコン−酸素結合の一部を破断した層で
ある赤外反射防止膜である。
ン基板表面に形成する２層構造の赤外反射防止膜であっ
て、基板側から数えて第１層目はシリコン改質層であ
り、第２層目は酸化物誘電体層であり、前記シリコン改
質層は前記酸化物誘電体層の形成前に前記シリコン基板
にイオンビームを照射することで、前記シリコン基板の
表面酸化層のシリコン−酸素結合の一部を破断した層で
ある赤外反射防止膜である。
【００１３】また、本発明の赤外反射防止膜は、シリコ
ン基板表面に形成する３層構造の赤外反射防止膜であっ
て、基板側から数えて第１層目はシリコン改質層であ
り、第２層目は酸化物誘電体層であり、第３層目は硫化
亜鉛層であり、前記シリコン改質層は前記酸化物誘電体
層の形成前に前記シリコン基板にイオンビームを照射す
ることで、前記シリコン基板の表面酸化層のシリコン−
酸素結合の一部を破断した層である赤外反射防止膜であ
る。
ン基板表面に形成する３層構造の赤外反射防止膜であっ
て、基板側から数えて第１層目はシリコン改質層であ
り、第２層目は酸化物誘電体層であり、第３層目は硫化
亜鉛層であり、前記シリコン改質層は前記酸化物誘電体
層の形成前に前記シリコン基板にイオンビームを照射す
ることで、前記シリコン基板の表面酸化層のシリコン−
酸素結合の一部を破断した層である赤外反射防止膜であ
る。
【００１４】これらの反射防止膜は、イオンビームの照
射によって、シリコン基板表面の表面酸化層のシリコン
−酸化結合の一部を破断した改質層を形成し、しかる
後、前記改質層上に硫化亜鉛の層を形成することによっ
て得ることができる。
射によって、シリコン基板表面の表面酸化層のシリコン
−酸化結合の一部を破断した改質層を形成し、しかる
後、前記改質層上に硫化亜鉛の層を形成することによっ
て得ることができる。
【００１５】また、イオンビームの照射によって、シリ
コン基板表面の表面酸化層のシリコン−酸化結合の一部
を破断した改質層を形成し、しかる後、前記改質層上に
酸化物誘電体層を形成することによって得ることができ
る。
コン基板表面の表面酸化層のシリコン−酸化結合の一部
を破断した改質層を形成し、しかる後、前記改質層上に
酸化物誘電体層を形成することによって得ることができ
る。
【００１６】また、イオンビームの照射によって、シリ
コン基板表面の表面酸化層のシリコン−酸化結合の一部
を破断した改質層を形成し、その後、前記改質層上に酸
化物誘電体層を形成し、しかる後に、前記酸化物誘電体
層上に硫化亜鉛層を形成することによって得ることがで
きる。
コン基板表面の表面酸化層のシリコン−酸化結合の一部
を破断した改質層を形成し、その後、前記改質層上に酸
化物誘電体層を形成し、しかる後に、前記酸化物誘電体
層上に硫化亜鉛層を形成することによって得ることがで
きる。
【００１７】
【作用】上記構成によれば本発明の赤外反射防止膜は次
の作用を有する。
の作用を有する。
【００１８】本発明の赤外反射防止膜の構成は２層また
は３層構造のものであるが、基板側から数えて第１層を
イオンビーム照射によるシリコン改質層とすることによ
って、従来であれば密着性が悪かった反射防止膜の材料
をその上に密着性よく形成することができる。
は３層構造のものであるが、基板側から数えて第１層を
イオンビーム照射によるシリコン改質層とすることによ
って、従来であれば密着性が悪かった反射防止膜の材料
をその上に密着性よく形成することができる。
【００１９】それはシリコン基板にイオンビームを照射
することによって、まずシリコン基板の最表面の酸化層
がエッチング除去され、除去後の表面酸化層を数十Å
（オングストローム）の深さで一部のシリコン−酸素の
結合を破断し活性化した層（改質層）が形成される。こ
の方法によって形成された改質層の上に、硫化亜鉛層あ
るいは酸化物誘電体層を形成すると、極めて基板との密
着性のよい膜が形成されることを見い出した。
することによって、まずシリコン基板の最表面の酸化層
がエッチング除去され、除去後の表面酸化層を数十Å
（オングストローム）の深さで一部のシリコン−酸素の
結合を破断し活性化した層（改質層）が形成される。こ
の方法によって形成された改質層の上に、硫化亜鉛層あ
るいは酸化物誘電体層を形成すると、極めて基板との密
着性のよい膜が形成されることを見い出した。
【００２０】そして、改質層の上に硫化亜鉛層を形成す
る際、電子ビームをシリコン基板に照射しながら硫化亜
鉛の層を形成することによって緻密な硫化亜鉛膜が得ら
れ、基板との密着性および耐久性に優れた赤外用反射防
止膜を得ることができる。
る際、電子ビームをシリコン基板に照射しながら硫化亜
鉛の層を形成することによって緻密な硫化亜鉛膜が得ら
れ、基板との密着性および耐久性に優れた赤外用反射防
止膜を得ることができる。
【００２１】また、改質層の上に酸化物誘電体層を形成
し、しかる後に、電子ビームをシリコン基板に照射しな
がら硫化亜鉛層を形成することによって緻密な硫化亜鉛
膜が得られ、基板との密着性および耐久性に優れた赤外
用反射防止膜を得ることができる。
し、しかる後に、電子ビームをシリコン基板に照射しな
がら硫化亜鉛層を形成することによって緻密な硫化亜鉛
膜が得られ、基板との密着性および耐久性に優れた赤外
用反射防止膜を得ることができる。
【００２２】また、改質層の上に酸化物誘電体層を形成
する際、イオンビームを照射しながら酸化物誘電体を蒸
着することによって、緻密で内部応力が緩和された酸化
物誘電体層が形成でき、さらに前記酸化物誘電体層の上
に硫化亜鉛層を形成する際、電子ビームをシリコン基板
に照射しながら硫化亜鉛層を形成するすることによって
緻密な硫化亜鉛膜が得られ、基板との密着性および耐久
性に優れた赤外用反射防止膜を得ることができる。
する際、イオンビームを照射しながら酸化物誘電体を蒸
着することによって、緻密で内部応力が緩和された酸化
物誘電体層が形成でき、さらに前記酸化物誘電体層の上
に硫化亜鉛層を形成する際、電子ビームをシリコン基板
に照射しながら硫化亜鉛層を形成するすることによって
緻密な硫化亜鉛膜が得られ、基板との密着性および耐久
性に優れた赤外用反射防止膜を得ることができる。
【００２３】
（実施例１）以下本発明の実施例について、図面を参照
しながら説明する。
しながら説明する。
【００２４】図１に本発明の第１の実施例（実施例１）
の赤外反射防止膜の構成（断面図）を示す。図１におい
て、１１はシリコン（Ｓｉ）の基板、１２はシリコン基
板１１の表面を改質することにより形成されたシリコン
改質層、１３は硫化亜鉛層である。
の赤外反射防止膜の構成（断面図）を示す。図１におい
て、１１はシリコン（Ｓｉ）の基板、１２はシリコン基
板１１の表面を改質することにより形成されたシリコン
改質層、１３は硫化亜鉛層である。
【００２５】各層の形成条件は以下の通りである。シリ
コン改質層の形成は、イオンビームのガス種にアルゴン
を使用し、加速電圧１．５ｋＶで、シリコン基板上の電
流密度を５０〜６０μＡ／ｃｍ2 の範囲でシリコン基板
表面をイオンビームで照射して、約５０Åの厚さの改質
層を形成した。
コン改質層の形成は、イオンビームのガス種にアルゴン
を使用し、加速電圧１．５ｋＶで、シリコン基板上の電
流密度を５０〜６０μＡ／ｃｍ2 の範囲でシリコン基板
表面をイオンビームで照射して、約５０Åの厚さの改質
層を形成した。
【００２６】次に光学的膜厚λ／４（λ＝７０００ｎ
ｍ）の厚さの硫化亜鉛層１３を、蒸着速度約６〜８Å／
ｓｅｃでシリコン改質層１２上に、電子ビームを電流密
度４〜６μＡ／ｃｍ2 で照射しながら形成した。
ｍ）の厚さの硫化亜鉛層１３を、蒸着速度約６〜８Å／
ｓｅｃでシリコン改質層１２上に、電子ビームを電流密
度４〜６μＡ／ｃｍ2 で照射しながら形成した。
【００２７】本実施例の反射防止膜の分光反射特性（１
面当たり）を、図４において特性曲線ａで示す。比較の
ため反射防止膜なしの特性を曲線ｄで示した。図からわ
かるように中心波長（λ＝７０００ｎｍ）で反射率は５
％以下であり、赤外反射防止膜として優れた特性が得ら
れた。
面当たり）を、図４において特性曲線ａで示す。比較の
ため反射防止膜なしの特性を曲線ｄで示した。図からわ
かるように中心波長（λ＝７０００ｎｍ）で反射率は５
％以下であり、赤外反射防止膜として優れた特性が得ら
れた。
【００２８】本実施例の赤外反射防止膜の基板との密着
性および耐久性を確認するために次の項目の試験を行っ
た。 （ａ）剥離試験：温度４０℃、相対湿度８５％の高温・
高湿雰囲気中に１６８時間放置した後、粘着テープをシ
リコン基板表面に密着し、引きはがす。 （ｂ）高温試験：温度８０℃の雰囲気中に２５０時間放
置する。 （ｃ）低温試験：温度−２０℃の雰囲気中に２５０時間
放置する。 （ｄ）熱衝撃試験：温度−３０℃、８０℃の低温・高温
雰囲気中に交互に３０分間ずつ放置を約２４時間くり返
す。 （ｅ）高温・高湿試験：温度６０℃、相対湿度９０％の
高温・高湿雰囲気中に１６８時間放置する。 （ｆ）硫化水素ガス試験：硫化水素濃度３ｐｐｍ、温度
４０℃の雰囲気中に２４時間放置する。 （ｇ）亜硫酸ガス試験：亜硫酸ガス濃度１０ｐｐｍ、温
度４０℃の雰囲気中に２４時間放置する。
性および耐久性を確認するために次の項目の試験を行っ
た。 （ａ）剥離試験：温度４０℃、相対湿度８５％の高温・
高湿雰囲気中に１６８時間放置した後、粘着テープをシ
リコン基板表面に密着し、引きはがす。 （ｂ）高温試験：温度８０℃の雰囲気中に２５０時間放
置する。 （ｃ）低温試験：温度−２０℃の雰囲気中に２５０時間
放置する。 （ｄ）熱衝撃試験：温度−３０℃、８０℃の低温・高温
雰囲気中に交互に３０分間ずつ放置を約２４時間くり返
す。 （ｅ）高温・高湿試験：温度６０℃、相対湿度９０％の
高温・高湿雰囲気中に１６８時間放置する。 （ｆ）硫化水素ガス試験：硫化水素濃度３ｐｐｍ、温度
４０℃の雰囲気中に２４時間放置する。 （ｇ）亜硫酸ガス試験：亜硫酸ガス濃度１０ｐｐｍ、温
度４０℃の雰囲気中に２４時間放置する。
【００２９】試験結果は（表１）に示す通りである。
【００３０】
【表１】
【００３１】（表１）からわかるように本実施例の赤外
反射防止膜は基板との密着性および耐久性に優れてい
る。
反射防止膜は基板との密着性および耐久性に優れてい
る。
【００３２】（実施例２）図２に本発明の第２の実施例
（実施例２）の赤外反射防止膜の構成（断面図）を示
す。図２において、２１はシリコン（Ｓｉ）の基板、２
２はシリコン改質層、２３は二酸化チタン層である。
（実施例２）の赤外反射防止膜の構成（断面図）を示
す。図２において、２１はシリコン（Ｓｉ）の基板、２
２はシリコン改質層、２３は二酸化チタン層である。
【００３３】各層の形成条件は以下の通りである。イオ
ンビームの改質層の形成については、実施例１と同様で
あり、シリコン基板表面に約５０Åの厚さの改質層を形
成した。次に光学的膜厚λ／４（λ＝５０００ｎｍ）の
厚さの二酸化チタンを、蒸着速度約４〜５Å／ｓｅｃで
形成した。二酸化チタン形成時には、シリコン基板にア
ルゴンイオンビームを加速電圧０．５ＫＶ、イオン電流
密度１０〜２０μＡ／ｃｍ2 で照射した。
ンビームの改質層の形成については、実施例１と同様で
あり、シリコン基板表面に約５０Åの厚さの改質層を形
成した。次に光学的膜厚λ／４（λ＝５０００ｎｍ）の
厚さの二酸化チタンを、蒸着速度約４〜５Å／ｓｅｃで
形成した。二酸化チタン形成時には、シリコン基板にア
ルゴンイオンビームを加速電圧０．５ＫＶ、イオン電流
密度１０〜２０μＡ／ｃｍ2 で照射した。
【００３４】本実施例の反射防止膜の分光反射特性（１
面当たり）を図４において曲線ｂで示す。中心波長（λ
＝５０００ｎｍ）で反射率は５％以下であり、赤外反射
防止膜として優れた特性が得られた。
面当たり）を図４において曲線ｂで示す。中心波長（λ
＝５０００ｎｍ）で反射率は５％以下であり、赤外反射
防止膜として優れた特性が得られた。
【００３５】本実施例の赤外反射防止膜の基板との密着
性および耐久性を確認するために次の項目の試験を行っ
た。 （ａ）剥離試験：温度４０℃、相対湿度８５％の高温・
高湿雰囲気中に５００時間放置した後、粘着テープをシ
リコン基板表面に密着し、引きはがす。 （ｂ）高温試験：温度８０℃の雰囲気中に５００時間放
置する。 （ｃ）低温試験：温度−２０℃の雰囲気中に５００時間
放置する。 （ｄ）熱衝撃試験：温度−３０℃、８０℃の低温・高温
雰囲気中に交互に３０分間ずつ放置を約９６時間くり返
す。 （ｅ）高温・高湿試験：温度６０℃、相対湿度９０％の
高温・高湿雰囲気中に５００時間放置する。 （ｆ）硫化水素ガス試験：硫化水素濃度３ｐｐｍ、温度
４０℃の雰囲気中に９６時間放置する。 （ｇ）亜硫酸ガス試験：亜硫酸ガス濃度１０ｐｐｍ、温
度４０℃の雰囲気中に９６時間放置する。
性および耐久性を確認するために次の項目の試験を行っ
た。 （ａ）剥離試験：温度４０℃、相対湿度８５％の高温・
高湿雰囲気中に５００時間放置した後、粘着テープをシ
リコン基板表面に密着し、引きはがす。 （ｂ）高温試験：温度８０℃の雰囲気中に５００時間放
置する。 （ｃ）低温試験：温度−２０℃の雰囲気中に５００時間
放置する。 （ｄ）熱衝撃試験：温度−３０℃、８０℃の低温・高温
雰囲気中に交互に３０分間ずつ放置を約９６時間くり返
す。 （ｅ）高温・高湿試験：温度６０℃、相対湿度９０％の
高温・高湿雰囲気中に５００時間放置する。 （ｆ）硫化水素ガス試験：硫化水素濃度３ｐｐｍ、温度
４０℃の雰囲気中に９６時間放置する。 （ｇ）亜硫酸ガス試験：亜硫酸ガス濃度１０ｐｐｍ、温
度４０℃の雰囲気中に９６時間放置する。
【００３６】試験結果は（表２）に示す通りである。
【００３７】
【表２】
【００３８】（表２）からわかるように本実施例の赤外
反射防止膜は基板との密着性および耐久性に優れてい
る。
反射防止膜は基板との密着性および耐久性に優れてい
る。
【００３９】（実施例３）図３に本発明の第３の実施例
（実施例３）の赤外反射防止膜の構成（断面図）を示
す。図３において、３１はシリコン（Ｓｉ）の基板、３
２はシリコン改質層、３３は二酸化チタン層、３４は硫
化亜鉛層である。
（実施例３）の赤外反射防止膜の構成（断面図）を示
す。図３において、３１はシリコン（Ｓｉ）の基板、３
２はシリコン改質層、３３は二酸化チタン層、３４は硫
化亜鉛層である。
【００４０】各層の形成条件は以下の通りである。イオ
ンビームの改質層の形成については、実施例１と同様で
あり、シリコン基板表面に約８０Åの厚さの改質層を形
成した。次に光学的膜厚約２００Åの厚さの二酸化チタ
ンを、蒸着速度約４〜５Å／ｓｅｃで形成した。次に硫
化亜鉛を光学的膜厚が二酸化チタン層と合わせてλ／４
（λ＝６０００ｎｍ）の厚さになるように蒸着速度約６
〜８Å／ｓｅｃで形成した。なお、二酸化チタンの薄膜
形成時には実施例２の場合と同じ条件でイオンビームを
シリコン基板に照射しながら形成し、硫化亜鉛の薄膜形
成時には実施例１の場合と同じ条件で電子ビームをシリ
コン基板に照射しながら形成した。
ンビームの改質層の形成については、実施例１と同様で
あり、シリコン基板表面に約８０Åの厚さの改質層を形
成した。次に光学的膜厚約２００Åの厚さの二酸化チタ
ンを、蒸着速度約４〜５Å／ｓｅｃで形成した。次に硫
化亜鉛を光学的膜厚が二酸化チタン層と合わせてλ／４
（λ＝６０００ｎｍ）の厚さになるように蒸着速度約６
〜８Å／ｓｅｃで形成した。なお、二酸化チタンの薄膜
形成時には実施例２の場合と同じ条件でイオンビームを
シリコン基板に照射しながら形成し、硫化亜鉛の薄膜形
成時には実施例１の場合と同じ条件で電子ビームをシリ
コン基板に照射しながら形成した。
【００４１】本実施例の反射防止膜の分光反射特性（１
面当たり）を図４において曲線ｃで示す。図からわかる
ように中心波長（λ＝６０００ｎｍ）で反射率は５％以
下であり、赤外反射防止膜として優れた特性が得られ
た。
面当たり）を図４において曲線ｃで示す。図からわかる
ように中心波長（λ＝６０００ｎｍ）で反射率は５％以
下であり、赤外反射防止膜として優れた特性が得られ
た。
【００４２】本実施例の赤外反射防止膜の基板との密着
性および耐久性を確認するために次の項目の試験を行っ
た。 （ａ）剥離試験：温度４０℃、相対湿度８５％の高温・
高湿雰囲気中に２５０時間放置した後、粘着テープをシ
リコン基板表面に密着し、引きはがす。 （ｂ）高温試験：温度８０℃の雰囲気中に２５０時間放
置する。 （ｃ）低温試験：温度−２０℃の雰囲気中に２５０時間
放置する。 （ｄ）熱衝撃試験：温度−３０℃、８０℃の低温・高温
雰囲気中に交互に３０分間ずつ放置を約２４時間くり返
す。 （ｅ）高温・高湿試験：温度６０℃、相対湿度９０％の
高温・高湿雰囲気中に１６８時間放置する。 （ｆ）硫化水素ガス試験：硫化水素濃度３ｐｐｍ、温度
４０℃の雰囲気中に２４時間放置する。 （ｇ）亜硫酸ガス試験：亜硫酸ガス濃度１０ｐｐｍ、温
度４０℃の雰囲気中に２４時間放置する。
性および耐久性を確認するために次の項目の試験を行っ
た。 （ａ）剥離試験：温度４０℃、相対湿度８５％の高温・
高湿雰囲気中に２５０時間放置した後、粘着テープをシ
リコン基板表面に密着し、引きはがす。 （ｂ）高温試験：温度８０℃の雰囲気中に２５０時間放
置する。 （ｃ）低温試験：温度−２０℃の雰囲気中に２５０時間
放置する。 （ｄ）熱衝撃試験：温度−３０℃、８０℃の低温・高温
雰囲気中に交互に３０分間ずつ放置を約２４時間くり返
す。 （ｅ）高温・高湿試験：温度６０℃、相対湿度９０％の
高温・高湿雰囲気中に１６８時間放置する。 （ｆ）硫化水素ガス試験：硫化水素濃度３ｐｐｍ、温度
４０℃の雰囲気中に２４時間放置する。 （ｇ）亜硫酸ガス試験：亜硫酸ガス濃度１０ｐｐｍ、温
度４０℃の雰囲気中に２４時間放置する。
【００４３】試験結果は（表３）に示す通りである。
【００４４】
【表３】
【００４５】（表３）からわかるように本発明の赤外反
射防止膜は基板との密着性および耐久性に優れている。
シリコン改質層と硫化亜鉛層の間に二酸化チタン層を設
けることにより実施例１より基板との密着性が向上し
た。また、この波長領域では硫化亜鉛と二酸化チタンの
屈折率はほぼ同じであり、約百Å程度の膜厚であれば波
長約１１０００ｎｍ（１１μｍ）までは二酸化チタンの
吸収は無視できる。
射防止膜は基板との密着性および耐久性に優れている。
シリコン改質層と硫化亜鉛層の間に二酸化チタン層を設
けることにより実施例１より基板との密着性が向上し
た。また、この波長領域では硫化亜鉛と二酸化チタンの
屈折率はほぼ同じであり、約百Å程度の膜厚であれば波
長約１１０００ｎｍ（１１μｍ）までは二酸化チタンの
吸収は無視できる。
【００４６】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、シリコン
基板表面に、シリコン改質層と硫化亜鉛層からなる層を
形成して赤外反射防止膜となすので基板との密着性およ
び耐久性に優れた赤外反射防止膜を実現することができ
る。
基板表面に、シリコン改質層と硫化亜鉛層からなる層を
形成して赤外反射防止膜となすので基板との密着性およ
び耐久性に優れた赤外反射防止膜を実現することができ
る。
【００４７】また、使用波長域で透明であれば酸化物誘
電体を硫化亜鉛に代わって使用することができる。前記
実施例では酸化物誘電体として二酸化チタンを使用した
が、二酸化ジルコニウム、酸化鉛等も使用できる。
電体を硫化亜鉛に代わって使用することができる。前記
実施例では酸化物誘電体として二酸化チタンを使用した
が、二酸化ジルコニウム、酸化鉛等も使用できる。
【００４８】また、シリコン改質層と硫化亜鉛層の間に
酸化物誘電体層を設けることにより、基板との密着性を
向上させることができる。シリコン改質層は基板にイオ
ンビームを照射することによって形成できる。硫化亜鉛
膜層の形成時には電子ビームを基板に照射しながら形成
することにより、また、酸化物誘電体膜層の形成時には
イオンビームを照射しながら形成することにより緻密な
膜が得られる。
酸化物誘電体層を設けることにより、基板との密着性を
向上させることができる。シリコン改質層は基板にイオ
ンビームを照射することによって形成できる。硫化亜鉛
膜層の形成時には電子ビームを基板に照射しながら形成
することにより、また、酸化物誘電体膜層の形成時には
イオンビームを照射しながら形成することにより緻密な
膜が得られる。
【図１】本発明の実施例１の赤外反射防止膜の構成を示
す断面図
す断面図
【図２】本発明の実施例２の赤外反射防止膜の構成を示
す断面図
す断面図
【図３】本発明の実施例３の赤外反射防止膜の構成を示
す断面図
す断面図
【図４】本発明の実施例の光学特性図
【図５】従来の赤外反射防止膜の構成図
１１、２１、３１、５１ シリコン基板 １２、２２、３２ シリコン改質層 １３、２４、５２ 硫化亜鉛層 ２３、３３ 二酸化チタン層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 1/10 - 1/12
Claims (6)
- 【請求項１】シリコン基板表面に形成する２層構造の赤
外反射防止膜であって、基板側から数えて第１層目はシ
リコン改質層であり、第２層目は硫化亜鉛層であり、前
記シリコン改質層は前記硫化亜鉛層の形成前に前記シリ
コン基板にイオンビームを照射することで、前記シリコ
ン基板の表面酸化層のシリコン−酸素結合の一部を破断
した層である赤外反射防止膜。 - 【請求項２】シリコン基板表面に形成する２層構造の赤
外反射防止膜であって、基板側から数えて第１層目はシ
リコン改質層であり、第２層目は酸化物誘電体層であ
り、前記シリコン改質層は前記酸化物誘電体層の形成前
に前記シリコン基板にイオンビームを照射することで、
前記シリコン基板の表面酸化層のシリコン−酸素結合の
一部を破断した層である赤外反射防止膜。 - 【請求項３】シリコン基板表面に形成する３層構造の赤
外反射防止膜であって、基板側から数えて第１層目はシ
リコン改質層であり、第２層目は酸化物誘電体層であ
り、第３層目は硫化亜鉛層であり、前記シリコン改質層
は前記酸化物誘電体層の形成前に前記シリコン基板にイ
オンビームを照射することで、前記シリコン基板の表面
酸化層のシリコン−酸素結合の一部を破断した層である
赤外反射防止膜。 - 【請求項４】イオンビームの照射によって、シリコン基
板表面の表面酸化層のシリコン−酸化結合の一部を破断
した改質層を形成し、その後、前記改質層上に硫化亜鉛
の層を形成する赤外反射防止膜の形成方法。 - 【請求項５】イオンビームの照射によって、シリコン基
板表面の表面酸化層のシリコン−酸化結合の一部を破断
した改質層を形成し、その後、前記改質層上に酸化物誘
電体層を形成する赤外反射防止膜の形成方法。 - 【請求項６】イオンビームの照射によって、シリコン基
板表面の表面酸化層のシリコン−酸化結合の一部を破断
した改質層を形成し、その後、前記改質層上に酸化物誘
電体層を形成し、その後、前記酸化物誘電体層上に硫化
亜鉛層を形成する赤外反射防止膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05163402A JP3136845B2 (ja) | 1993-07-01 | 1993-07-01 | 赤外反射防止膜とその形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05163402A JP3136845B2 (ja) | 1993-07-01 | 1993-07-01 | 赤外反射防止膜とその形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0720302A JPH0720302A (ja) | 1995-01-24 |
| JP3136845B2 true JP3136845B2 (ja) | 2001-02-19 |
Family
ID=15773218
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05163402A Expired - Fee Related JP3136845B2 (ja) | 1993-07-01 | 1993-07-01 | 赤外反射防止膜とその形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3136845B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101932243B1 (ko) | 2017-09-26 | 2018-12-27 | 강유광 | 지압형 골프공 케이스 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6982951B2 (ja) * | 2016-06-17 | 2021-12-17 | 株式会社ニデック | 赤外線用機能性膜付シリコン基板 |
-
1993
- 1993-07-01 JP JP05163402A patent/JP3136845B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101932243B1 (ko) | 2017-09-26 | 2018-12-27 | 강유광 | 지압형 골프공 케이스 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0720302A (ja) | 1995-01-24 |
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