JP6982951B2 - Silicon substrate with functional film for infrared rays - Google Patents
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Description
本開示は、シリコン基板上に複数の薄膜を積層してなる赤外線用機能性膜付シリコン基板に関するものである。 The present disclosure relates to a silicon substrate with a functional film for infrared rays, which is formed by laminating a plurality of thin films on a silicon substrate.
従来、基板上に屈折率の異なる薄膜を積層させることによって、反射防止機能や増反射機能を有した機能性膜付基板が知られている。このような、機能性膜付基板は、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的気相成長法を用いて基板に薄膜を積層させることによって形成されたものが知られている(特許文献1参照)。 Conventionally, a substrate with a functional film having an antireflection function and an antireflection function by laminating thin films having different refractive indexes on the substrate has been known. Such a substrate with a functional film is known to be formed by laminating a thin film on the substrate by using a physical vapor deposition method such as a vacuum vapor deposition method, a sputtering method, or an ion plating method. (See Patent Document 1).
例えば、このような機能性膜付基板において、赤外線用(赤外光用)の機能性膜付基板を製造する際に、シリコン基板が用いられることがある。シリコン基板は、赤外線用機能性膜付基板を製造する際に用いられる他の基板(例えば、ゲルマニウム基板、カルコゲナイド基板等)に比べてコスト的に安価である。 For example, in such a substrate with a functional film, a silicon substrate may be used when manufacturing a substrate with a functional film for infrared rays (for infrared light). The silicon substrate is cheaper in cost than other substrates (for example, germanium substrate, chalcogenide substrate, etc.) used in manufacturing a substrate with a functional film for infrared rays.
例えば、赤外線用機能性膜付基板の製造において、シリコン基板を用いる場合に、シリコン基板の表面に薄膜を積層させようとすると、シリコン基板と薄膜との密着性が弱いために、シリコン基板から薄膜が剥離しやすい。このため、シリコン基板の表面にイオンビームを照射し、シリコン基板の表面に改質層を形成し、シリコン基板と薄膜との密着性を向上させる方法が提案されている(特許文献2参照)。 For example, in the manufacture of a substrate with a functional film for infrared rays, when a silicon substrate is used and a thin film is to be laminated on the surface of the silicon substrate, the adhesion between the silicon substrate and the thin film is weak, so that the thin film is formed from the silicon substrate. Is easy to peel off. Therefore, a method has been proposed in which the surface of a silicon substrate is irradiated with an ion beam to form a modified layer on the surface of the silicon substrate to improve the adhesion between the silicon substrate and the thin film (see Patent Document 2).
しかしながら、赤外線用機能性膜付シリコン基板の製造において、シリコン基板と薄膜との密着性を改善するために、シリコン基板の表面にイオンビームを照射する方法は、イオンビームを照射する高価な設備を別途必要とし、シリコン基板に容易に薄膜を積層させることは困難であった。 However, in the manufacture of a silicon substrate with a functional film for infrared rays, in order to improve the adhesion between the silicon substrate and the thin film, the method of irradiating the surface of the silicon substrate with an ion beam requires expensive equipment for irradiating the ion beam. It was required separately, and it was difficult to easily laminate a thin film on a silicon substrate.
本開示は、上記問題点を鑑み、赤外線に対する光学機能を有しつつ、耐久性のよい赤外線用機能性膜付シリコン基板を提供することを技術課題とする。 In view of the above problems, it is a technical subject of the present disclosure to provide a silicon substrate with a functional film for infrared rays, which has an optical function for infrared rays and has good durability.
上記課題を解決するために、本開示は以下のような構成を備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present disclosure is characterized by having the following configurations.
(1) 本開示の第1態様に係る赤外線用機能性膜付シリコン基板は、シリコン基板上に複数の薄膜を積層してなる赤外線用機能性膜付シリコン基板であって、前記シリコン基板の少なくとも一方の面において、蒸着によって前記シリコン基板の上に形成されるSi層である密着層と、前記密着層の上に機能性膜層と、が前記シリコン基板側から第1層目に前記密着層と前記密着層の次の層に前記機能性膜層との順で形成されていることを特徴とする。 (1) The silicon substrate with a functional film for infrared rays according to the first aspect of the present disclosure is a silicon substrate with a functional film for infrared rays formed by laminating a plurality of thin films on the silicon substrate, and is at least the silicon substrate. On one surface, the adhesion layer, which is a Si layer formed on the silicon substrate by thin film deposition, and the functional film layer on the adhesion layer are the first layer from the silicon substrate side. It is characterized in that it is formed in the order of the functional film layer and the layer next to the adhesion layer.
以下、本件発明の実施形態における赤外線用機能性膜付シリコン基板について、図面を参照しながら説明する。図1は、本実施形態における赤外線用機能性膜付シリコン基板の積層構成を示す概略図である。 Hereinafter, the silicon substrate with a functional film for infrared rays according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing a laminated structure of a silicon substrate with a functional film for infrared rays in the present embodiment.
例えば、本実施形態において、赤外線用機能性膜付シリコン基板は、シリコン基板上に複数の薄膜を積層してなる赤外線用機能性膜付シリコン基板である。例えば、赤外線用機能性膜付シリコン基板1は、シリコン基板(Si基板)2と、密着層3と、機能性膜層4と、で形成される。例えば、本実施形態において、シリコン基板2の少なくとも一方の面において、シリコン基板2の上に密着層3が形成されている。また、例えば、密着層3の上に機能性膜層4が形成されている。すなわち、例えば、シリコン基板2の一方の面には、シリコン基板2側から順に、密着層3、機能性膜層4、が順に積層されている。
For example, in the present embodiment, the silicon substrate with a functional film for infrared rays is a silicon substrate with a functional film for infrared rays, which is formed by laminating a plurality of thin films on the silicon substrate. For example, the silicon substrate 1 with a functional film for infrared rays is formed of a silicon substrate (Si substrate) 2, an adhesion layer 3, and a
なお、本実施形態における赤外線用機能性膜付シリコン基板1は、シリコン基板2の一方の面に密着層3と機能性膜層4とが形成される構成を例に挙げて説明しているがこれに限定されない。例えば、赤外線用機能性膜付シリコン基板1としては、シリコン基板2の両面に密着層3と機能性膜層4とが形成される構成であってもよい。なお、本実施形態においては、赤外線用機能性膜付シリコン基板1における機能性膜層4として反射防止膜層が用いられる場合を例に挙げて説明する。すなわち、以下の説明においては、赤外線用機能性膜付シリコン基板の内、赤外線用反射防止膜付シリコン基板を例に挙げて説明する。
The silicon substrate 1 with a functional film for infrared rays in the present embodiment will be described by taking as an example a configuration in which the adhesion layer 3 and the
例えば、本実施形態において、赤外線用機能性膜付シリコン基板1は、2μm以上の赤外波長領域において透過率が高くなるように構成されている。もちろん、赤外波長領域は、上記構成に限定されない。透過率を高くする赤外波長領域は、任意の赤外波長領域を設定することができる。例えば、透過率を高くする赤外波長領域は、2μm〜15μm付近の赤外波長領域等であってもよい。なお、透過率を高くする赤外波長領域に応じて、機能性膜層4の材料、光学的膜厚が適宜設定される。以下の説明においては、10μm付近の赤外波長領域の透過率を高くする赤外線用機能性膜付シリコン基板を例に挙げて説明する。
For example, in the present embodiment, the silicon substrate 1 with a functional film for infrared rays is configured to have a high transmittance in an infrared wavelength region of 2 μm or more. Of course, the infrared wavelength region is not limited to the above configuration. Any infrared wavelength region can be set as the infrared wavelength region for increasing the transmittance. For example, the infrared wavelength region for increasing the transmittance may be an infrared wavelength region in the vicinity of 2 μm to 15 μm. The material and optical film thickness of the
例えば、本実施形態において、シリコン基板2は、屈折率として3.4を有するシリコン基板である。なお、本実施形態においては、屈折率として3.4のシリコン基板2を用いる構成を例に挙げて説明するがこれに限定されない。例えば、異なる屈折率のシリコン基板2が用いられる構成としてもよい。例えば、本実施形態において、シリコン基板2は、0.5mmの厚みを有する。もちろん、異なる厚みのシリコン基板2が用いられる構成としてもよい。なお、例えば、本実施形態におけるシリコン基板2は、板状に限定されず、フィルム基板を含むものとしている。また、例えば、本実施形態におけるシリコン基板2としては、レンズ等の光学部材も含むものとしている。
For example, in the present embodiment, the
例えば、密着層3は、シリコン基板2と機能性膜層4との間の密着性を向上させるために形成される層である。例えば、密着層3は、Si(ケイ素)からなる。例えば、本実施形態において、密着層3は屈折率3.4のSiである。なお、本実施形態においては、密着層3として、屈折率3.4のSiを用いる構成を例に挙げて説明するがこれに限定されない。例えば、密着層3として、異なる屈折率のSiが用いられる構成としてもよい。なお、密着層3としては、Siに限定されない。例えば、密着層3としては、SiO、ZrO2、TiO2、Ta2O5、Nb2O5、Al2O3、HfO2、Y2O3、CeO2等の金属酸化物も使用されうる。また、例えば、密着層3としては、YF3、LaF3、MgF2、CeF3、YbF3等のフッ化物も使用されうる。また、例えば、密着層3としては、上記記載の物質の少なくとも2つ以上を混合した混合物も使用されうる。
For example, the adhesion layer 3 is a layer formed to improve the adhesion between the
なお、例えば、密着層3の材料としては、透過率を高くする赤外波長領域で透明である、又は、透過率を高くする赤外波長領域の光の吸収が少ない等の材料が選択されることが好ましいと考えられる。もちろん、透過率を高くする赤外波長領域の光の吸収が多いものであっても、膜厚を小さくすることによって、適用されうる。なお、赤外線用機能性膜付シリコン基板1が、7μm〜15μm付近の赤外波長領域において透過率が高くなるように構成される場合には、より透明性の高いSiが選択されることが好ましい。 For example, as the material of the adhesion layer 3, a material that is transparent in the infrared wavelength region that increases the transmittance or that absorbs less light in the infrared wavelength region that increases the transmittance is selected. Is considered preferable. Of course, even if the light absorption in the infrared wavelength region that increases the transmittance is large, it can be applied by reducing the film thickness. When the silicon substrate 1 with a functional film for infrared rays is configured to have a high transmittance in the infrared wavelength region near 7 μm to 15 μm, it is preferable to select Si having higher transparency. ..
例えば、密着層3の物理膜厚は、シリコン基板2との密着性が高いとともに機能性膜層4との密着性が高い効果を有する膜厚であればよい。例えば、密着層3の物理膜厚は、1nm以上400nm以下が好ましく、より好ましくは、10nm以上100nm以下である。例えば、物理膜厚が1nm未満であると、密着性が悪くなり、機能性膜層4がシリコン基板2から剥離しやすくなる。また、例えば、物理膜厚が400nmを超えると、赤外波長領域における透過率を低下させるため、反射防止機能が低下する傾向となる。すなわち、Siには赤外波長領域の光を吸収する性質がある。このため、Siの光学的膜厚は、小さい(薄い)方が赤外波長領域の光が吸収されづらくなるためより好ましい。本実施形態において、密着層3の物理膜厚は、30nmである。なお、例えば、物理膜厚とは、物差しで膜厚を測定することによって算出される一般的にいう膜厚のことである。なお、光学膜厚は、物理膜厚に物質の屈折率を掛けあわせることによって算出される。
For example, the physical film thickness of the adhesion layer 3 may be a film thickness having an effect of having high adhesion to the
例えば、機能性膜層4は、屈折率に差のある材料を積層した構造とし、物理膜厚、屈折率等を調整することにより反射防止機能が得られるものである。このため、機能性膜層4を複数の薄膜層を積層して構成することも可能である。なお、機能性膜層4の膜厚は、透過率を高くする赤外波長領域に応じて、適宜設定される。例えば、機能性膜層4の光学膜厚(物理膜厚と屈折率との掛けあわせ)はλ/4(λは透過率を高くする赤外波長領域の中心波長)で設定される。
For example, the
例えば、本実施形態において、機能性膜層4は、反射防止膜層である。例えば、本実施形態において、機能性膜層4は、屈折率の異なる薄膜が積層された多層膜からなる。より詳細には、例えば、本実施形態において、機能性膜層4は、第1薄膜層5と、第2薄膜層6と、で形成される。
For example, in the present embodiment, the
例えば、第1薄膜層5は、シリコン基板2の屈折率より低い屈折率の材料(低屈折材料)からなる薄膜層である。なお、本実施形態においては、第1薄膜層5がシリコン基板2の屈折率より低い屈折率の材料からなる場合を例に挙げて説明しているが、これに限定されない。例えば、第1薄膜層5は、第2薄膜層6の屈折率よりも低い屈折率の材料からなる薄膜層であってもよい。例えば、低屈折材料としては、硫化亜鉛(ZnS)、フッ化イットリウム層(YF3層)、二酸化シリカ層(SiO2層)等が挙げられる。本実施形態においては、第1薄膜層5としてZnS層(屈折率2.3)が用いられる。もちろん、ZnSの屈折率は2.3に限定されず、他の屈折率であってもよい。例えば、本実施形態においては、第1薄膜層5の物理膜厚は、100nm以上2000nm以下が好ましく、より好ましくは、300nm以上1500nm以下である。物理膜厚がこれ以上厚くても、薄くても反射防止機能を有することが困難となる。本実施形態においては、第1薄膜層5の物理膜厚は、1100nmである。
For example, the first
例えば、第2薄膜層6は、シリコン基板2の屈折率より高い屈折率の材料(高屈折材料)からなる薄膜層である。なお、本実施形態においては、第2薄膜層6がシリコン基板2の屈折率より高い屈折率の材料からなる場合を例に挙げて説明しているが、これに限定されない。例えば、第2薄膜層6は、第1薄膜層5の屈折率よりも高い屈折率の材料からなる薄膜層であってもよい。例えば、高屈折材料としては、ゲルマニウム(Ge)、二酸化チタン(TiO2)等が挙げられる。本実施形態においては、第2薄膜層6としてGe層(屈折率4.0)が用いられる。もちろん、Geの屈折率は4.0に限定されず、他の屈折率であってもよい。例えば、本実施形態においては、第2薄膜層6の物理膜厚は、50nm以上1500nm以下が好ましく、より好ましくは、100nm以上1000nm以下である。物理膜厚がこれ以上厚くても、薄くても反射防止機能を有することが困難となる。本実施形態においては、第2薄膜層6の物理膜厚は、650nmである。
For example, the second
例えば、本実施形態の機能性膜層4において、シリコン基板2から最も外側の最終層が低屈折材料からなる第1薄膜層5となっている。すなわち、シリコン基板2側から順に第2薄膜層6、第1薄膜層5の順に積層されている。なお、シリコン基板2から最も外側の最終層を異なる薄膜としてもよい。例えば、シリコン基板2から最も外側の最終層は、高屈折材料からなる第2薄膜層6であってもよい。この場合には、機能性膜層4の反射防止機能に影響が及ばない程度の膜厚で形成されることが好ましい。
For example, in the
なお、本実施形態において、機能性膜層4は、複数の薄膜が積層された多層膜からなる構成を例に挙げて説明したがこれに限定されない。例えば、機能性膜層4は、少なくとも1つ以上の薄膜からなる構成であればよい。この場合、例えば、機能性膜層4は、シリコン基板2より低屈折材料からなる第1薄膜層5(例えば、ZnS層等)のみで構成されるようにしてもよい。
In the present embodiment, the
なお、本実施形態において、機能性膜層4は、第1薄膜層5と、第2薄膜層6と、の2層で形成される場合を例に挙げて説明しているが、これに限定されない。例えば、機能性膜層4は、第1薄膜層5の材料と第2薄膜層5の材料との複数の薄膜が交互に繰り返し積層されている構成(例えば、シリコン基板2側から4層(Ge層、ZnS層、Ge層、ZnS層の順に積層)で構成、7層(ZnS層、Ge層、ZnS層、Ge層、ZnS層、Ge層、ZnS層の順に積層)で構成、8層で構成等)としてもよい。
In the present embodiment, the case where the
なお、本実施形態において、機能性膜層4は、2つの異なる材料を用いて形成される場合を例に挙げて説明しているが、これに限定されない。例えば、機能性膜層4は、第1薄膜層5の材料及び第2薄膜層5の材料に加え、さらに、異なる材料による薄膜層を形成するようにしてもよい。
In the present embodiment, the case where the
なお、本実施形態においては、機能性膜層4は、反射防止機能を有する反射防止膜層を例に挙げて説明したがこれに限定されない。例えば、機能性膜層4は、他の機能を有するものであってもよい。例えば、機能性膜層4は、増反射、エッジフィルター、ビームスプリット、バンドパス、等の機能を有するものであってもよい。
In the present embodiment, the
上記で示した各薄膜層(密着層3、機能性膜層4)をシリコン基板2上に形成する方法としては、物理的気層成長方法(PVD)では、真空蒸着方法、スパッタ方法、イオンプレーティング方法等が挙げられる。また、化学的気層成長方法(CVD)では、化学的気層成長方法等が挙げられる。これらの成膜方法は、本実施形態としてすべて使用可能であるが、成膜に際して高温を伴うような方法では熱によるシリコン基板2の変形等が考えられるため、シリコン基板2での多層膜の成膜は高熱を必要としない真空蒸着方法やスパッタ方法が好適に用いられる。
As a method for forming each of the thin film layers (adhesion layer 3, functional film layer 4) shown above on the
以上のように、例えば、本実施形態においては、シリコン基板と機能性膜層との間にSiからなる密着層を設けることによって、シリコン基板に機能性膜層を形成した場合であっても、シリコン基板から機能性膜層が剥離することを抑制し、耐久性のよい赤外線用機能性膜付シリコン基板を得ることができる。すなわち、赤外線用機能性膜付基板において、コスト的に安価なシリコン基板を用いる場合であっても、赤外線に対する光学機能を有しつつ、耐久性のよい赤外線用機能性膜付シリコン基板を容易に得ることができる。 As described above, for example, in the present embodiment, even when the functional film layer is formed on the silicon substrate by providing the adhesion layer made of Si between the silicon substrate and the functional film layer. It is possible to suppress the peeling of the functional film layer from the silicon substrate and obtain a silicon substrate with a functional film for infrared rays having good durability. That is, even when a silicon substrate with a functional film for infrared rays is used, which is inexpensive in terms of cost, it is easy to obtain a silicon substrate with a functional film for infrared rays which has an optical function for infrared rays and has good durability. Obtainable.
また、例えば、本実施形態においては、機能性膜層として反射防止膜層を設け、シリコン基板と反射防止膜層との間にSiからなる密着層を設けることによって、シリコン基板に反射防止膜層を形成した場合であっても、シリコン基板から反射防止膜層が剥離することを抑制し、耐久性のよい赤外線用機能性膜付シリコン基板を得ることができる。 Further, for example, in the present embodiment, the antireflection film layer is provided as the functional film layer, and the adhesion layer made of Si is provided between the silicon substrate and the antireflection film layer, whereby the antireflection film layer is provided on the silicon substrate. Even in the case of forming the above, it is possible to suppress the peeling of the antireflection film layer from the silicon substrate and obtain a silicon substrate with a functional film for infrared rays having good durability.
以下、本実施例及び比較例を示して本開示を具体的に説明するが、本開示は、下記実施例に制限されるものではない。以下、実施例1〜2では、シリコン基板の一方の面において、シリコン基板の上にSiからなる密着層と、密着層の上に機能性膜層(本実施例の場合には反射防止膜層)と、をシリコン基板側から順に形成し、得られた赤外線用機能性膜付シリコン基板の密着性、及び機能性を評価した。実施例3〜4では、シリコン基板の両面において、シリコン基板の上にSiからなる密着層と、密着層の上に機能性膜層と、をシリコン基板側から順に形成し、得られた赤外線用機能性膜付シリコン基板の密着性、及び機能性を評価した。 Hereinafter, the present disclosure will be specifically described with reference to the present examples and comparative examples, but the present disclosure is not limited to the following examples. Hereinafter, in Examples 1 and 2, on one surface of the silicon substrate, an adhesion layer made of Si on the silicon substrate and a functional film layer on the adhesion layer (in the case of this example, an antireflection film layer). ) And were formed in order from the silicon substrate side, and the adhesion and functionality of the obtained silicon substrate with a functional film for infrared rays were evaluated. In Examples 3 to 4, on both sides of the silicon substrate, an adhesion layer made of Si on the silicon substrate and a functional film layer on the adhesion layer are formed in order from the silicon substrate side, and the obtained infrared rays are used. The adhesion and functionality of the silicon substrate with a functional film were evaluated.
比較例1〜2では、シリコン基板の一方の面において、シリコン基板の上に機能性膜層を形成し、得られた赤外線用機能性膜付シリコン基板の密着性、及び機能性を評価した。 In Comparative Examples 1 and 2, a functional film layer was formed on one surface of the silicon substrate, and the adhesion and functionality of the obtained silicon substrate with a functional film for infrared rays were evaluated.
<実施例1>
実施例1では、蒸着源にSi顆粒、Ge顆粒、ZnS顆粒を用意し、真空蒸着により、密着層としてSiを、高屈折率の第1反射膜層(薄膜層)としてGeを、低屈折率の第2反射膜層(薄膜層)としてZnSを、シリコン基板上にシリコン基板側から順番に積層し、反射防止膜付シリコン基板を得た。すなわち、高屈折率の第1反射膜層としてGeと低屈折率の第2反射膜層としてZnSとによって、反射防止膜層を形成した。ここで、シリコン基板としては、厚さ0.5mmのシリコン板を用いた。Siからなる密着層の膜厚は、物理膜厚で30nmとした。Geからなる第1反射膜層の膜厚は、物理膜厚で650nmとした。ZnSからなる第2反射膜層の膜厚は、物理膜厚で1100nmとした。得られた反射防止膜付シリコン基板の透過率を赤外分光光度計(PerkinElme Inc.Frontier)にて測定した。評価基準は、反射防止膜層を付ける前のシリコン基板の透過率(51%)より透過率が高かった場合には評価○、反射防止膜を付けていないシリコン基板の透過率(51%)以下であった場合には評価×とした。また、反射防止膜付シリコン基板に対して密着試験を行い、反射防止膜層とシリコン基板の密着性の評価を行った。密着試験は反射防止膜付シリコン基板に粘着テープ(ニチバン(株)テープNo.405) を強く貼り付け、それを素早く剥がし反射防止膜の剥がれの有無を確認した。この作業を3回繰り返し、反射防止膜層が剥離しなかった場合には評価○、反射防止膜層が一部でも剥離した場合には評価×とした。下記の実施例2、比較例1〜2についても同様の評価をした。評価結果を表1に示した。
<Example 1>
In Example 1, Si granules, Ge granules, and ZnS granules are prepared as a vapor deposition source, and Si is used as an adhesion layer, Ge is used as a first reflective film layer (thin film layer) having a high refractive index, and low refractive index is obtained by vacuum vapor deposition. ZnS was laminated on the silicon substrate in order from the silicon substrate side as the second reflective film layer (thin film layer), to obtain a silicon substrate with an antireflection film. That is, an antireflection film layer was formed by Ge as the first reflective film layer having a high refractive index and ZnS as the second reflective film layer having a low refractive index. Here, as the silicon substrate, a silicon plate having a thickness of 0.5 mm was used. The film thickness of the adhesion layer made of Si was 30 nm in terms of physical film thickness. The film thickness of the first reflective film layer made of Ge was 650 nm in terms of physical film thickness. The film thickness of the second reflective film layer made of ZnS was set to 1100 nm in terms of physical film thickness. The transmittance of the obtained silicon substrate with antireflection film was measured with an infrared spectrophotometer (Perkin Elme Inc. Frontier). The evaluation criteria are evaluation ○ when the transmittance is higher than the transmittance (51%) of the silicon substrate before the antireflection film layer is attached, and the transmittance (51%) or less of the silicon substrate without the antireflection film. If it was, the evaluation was ×. In addition, an adhesion test was conducted on a silicon substrate with an antireflection film to evaluate the adhesion between the antireflection film layer and the silicon substrate. In the adhesion test, an adhesive tape (Nichiban Co., Ltd. Tape No. 405) was strongly attached to a silicon substrate with an antireflection film, and the adhesive tape (Nichiban Co., Ltd. Tape No. 405) was quickly peeled off to confirm whether or not the antireflection film was peeled off. This operation was repeated 3 times, and when the antireflection film layer was not peeled off, the evaluation was ◯, and when even a part of the antireflection film layer was peeled off, the evaluation was ×. Similar evaluations were made for Example 2 and Comparative Examples 1 and 2 below. The evaluation results are shown in Table 1.
<実施例2>
反射防止膜層をGeからなる第1反射膜層とZnSからなる第2反射膜層とによって形成した代わりに、反射防止膜層を低屈折率の第1反射膜層としてZnSのみで形成した以外は、実施例1と同様に反射防止膜付シリコン基板を作製した。ZnSからなる第1反射膜層の膜厚は、物理膜厚で1100nmとした。
<Example 2>
Instead of forming the antireflection film layer with the first reflective film layer made of Ge and the second reflective film layer made of ZnS, the antireflection film layer was formed only with ZnS as the first reflective film layer having a low refractive index. Made a silicon substrate with an antireflection film in the same manner as in Example 1. The film thickness of the first reflective film layer made of ZnS was set to 1100 nm in terms of physical film thickness.
<比較例1>
シリコン基板と反射防止膜層との間に密着層を形成しない以外は、実施例1と同様に反射防止膜付シリコン基板を作製した。
<Comparative Example 1>
A silicon substrate with an antireflection film was produced in the same manner as in Example 1 except that an adhesion layer was not formed between the silicon substrate and the antireflection film layer.
<比較例2>
シリコン基板と反射防止膜層との間に密着層を形成しない以外は、実施例2と同様に反射防止膜付シリコン基板を作製した。
<Comparative Example 2>
A silicon substrate with an antireflection film was produced in the same manner as in Example 2 except that an adhesion layer was not formed between the silicon substrate and the antireflection film layer.
以上、表1で示されるように、シリコン基板と反射防止膜層との間にSiからなる密着層を設けた赤外線用機能性膜付シリコン基板の密着性が、シリコン基板と反射防止膜層との間にSiからなる密着層を設けない場合の密着性と比較して向上する。また、Siからなる密着層を用いた場合に、密着層の上に積層される薄膜層が高屈折材料又は低屈折材料のいずれの材料であっても、密着性を向上させることができる。
As described above, as shown in Table 1, the adhesion of the silicon substrate with the functional film for infrared rays provided with the adhesion layer made of Si between the silicon substrate and the antireflection film layer is the adhesion between the silicon substrate and the antireflection film layer. This is improved as compared with the case where the adhesion layer made of Si is not provided between the two. Further, when the adhesive layer made of Si is used, the adhesiveness can be improved regardless of whether the thin film layer laminated on the adhesive layer is a high-refractive material or a low-refractive material.
このように、シリコン基板と反射防止膜層との間にSiからなる密着層を設けることによって、シリコン基板に反射防止膜層を形成した場合であっても、シリコン基板から反射防止膜層が剥離することを抑制し、耐久性のよい赤外線用機能性膜付シリコン基板を得ることができる。
In this way, by providing the adhesion layer made of Si between the silicon substrate and the antireflection film layer, the antireflection film layer is peeled off from the silicon substrate even when the antireflection film layer is formed on the silicon substrate. It is possible to obtain a silicon substrate with a functional film for infrared rays having good durability.
Claims (3)
前記シリコン基板の少なくとも一方の面において、蒸着によって前記シリコン基板の上に形成されるSi層である密着層と、前記密着層の上に機能性膜層と、が前記シリコン基板側から第1層目に前記密着層と前記密着層の次の層に前記機能性膜層との順で形成されていることを特徴とする赤外線用機能性膜付シリコン基板。 A silicon substrate with a functional film for infrared rays, which is formed by laminating multiple thin films on a silicon substrate.
On at least one surface of the silicon substrate, an adhesion layer which is a Si layer formed on the silicon substrate by vapor deposition and a functional film layer on the adhesion layer are the first layer from the silicon substrate side. A silicon substrate with a functional film for infrared rays, wherein the contact layer and the functional film layer are formed in the next layer of the contact layer in this order.
前記機能性膜層は、反射防止膜層であることを特徴とする赤外線用機能性膜付シリコン基板。 In the silicon substrate with a functional film for infrared rays according to claim 1.
The functional film layer is a silicon substrate with a functional film for infrared rays, which is an antireflection film layer.
前記機能性膜層は、前記シリコン基板から最も外側の最終層が前記シリコン基板の屈折率より低い屈折率を有する材料からなる第1薄膜層であることを特徴とする赤外線用機能性膜付シリコン基板。 In the silicon substrate with a functional film for infrared rays according to claim 1 or 2.
The functional film layer is silicon with a functional film for infrared rays, wherein the final layer outermost from the silicon substrate is a first thin film layer made of a material having a refractive index lower than that of the silicon substrate. substrate.
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