JPH04221901A - シリコン基板またはゲルマニウム基板用反射防止膜 - Google Patents
シリコン基板またはゲルマニウム基板用反射防止膜Info
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- JPH04221901A JPH04221901A JP2405699A JP40569990A JPH04221901A JP H04221901 A JPH04221901 A JP H04221901A JP 2405699 A JP2405699 A JP 2405699A JP 40569990 A JP40569990 A JP 40569990A JP H04221901 A JPH04221901 A JP H04221901A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
- G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
- G02B1/11—Anti-reflection coatings
- G02B1/113—Anti-reflection coatings using inorganic layer materials only
- G02B1/115—Multilayers
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はシリコン基板またはゲル
マニウム基板用の反射防止膜に関する。
マニウム基板用の反射防止膜に関する。
【０００２】
【従来技術】中赤外域（３〜５μｍ）の光は、大気によ
る吸収が少なく、赤外線カメラ、赤外線検知器あるいは
測定器等に利用される。中赤外域の光は可視光域の光に
比べて、透過材料の種類が少なく、それらの機器に使用
されるレンズ等の光学素子としては、通常シリコンある
いはゲルマニウムを基板とするものが使用される。とこ
ろが、シリコンあるいはゲルマニウムは屈折率が高いた
め、基板表面の反射率が高く（シリコン：約３０％、ゲ
ルマニウム：約３６％）、透過率が低いという問題があ
る。従って、透過率の向上を達成するため、及び、レン
ズ系のゴーストあるいはフレアを防ぐため反射防止膜を
形成することは不可欠となる。
る吸収が少なく、赤外線カメラ、赤外線検知器あるいは
測定器等に利用される。中赤外域の光は可視光域の光に
比べて、透過材料の種類が少なく、それらの機器に使用
されるレンズ等の光学素子としては、通常シリコンある
いはゲルマニウムを基板とするものが使用される。とこ
ろが、シリコンあるいはゲルマニウムは屈折率が高いた
め、基板表面の反射率が高く（シリコン：約３０％、ゲ
ルマニウム：約３６％）、透過率が低いという問題があ
る。従って、透過率の向上を達成するため、及び、レン
ズ系のゴーストあるいはフレアを防ぐため反射防止膜を
形成することは不可欠となる。
【０００３】このような反射防止膜としては、基板上に
接して硫化亜鉛（ＺｎＳ）の層を形成する構成の反射防
止膜が知られている（例えば、特開昭６４−１５７０３
号公報、特開平２−１３５４０１号公報、特公平２−１
１１２１号公報あるいは特公平２−１３７６１号公報等
が知られている）。
接して硫化亜鉛（ＺｎＳ）の層を形成する構成の反射防
止膜が知られている（例えば、特開昭６４−１５７０３
号公報、特開平２−１３５４０１号公報、特公平２−１
１１２１号公報あるいは特公平２−１３７６１号公報等
が知られている）。
【０００４】しかし、硫化亜鉛は基板との接着性が悪く
、膜剥離が生じる等、耐久性に欠ける問題がある。
、膜剥離が生じる等、耐久性に欠ける問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】すなわち、本発明は、
中赤外光用の光学部品の基板として使用されるシリコン
またはゲルマニウム基板上に反射防止特性および耐久性
に優れた反射防止膜を提供することを目的とする。上記
目的は、従来シリコンまたはゲルマニウム基板上に反射
防止膜を形成するにあたって、基板に接してＺｎＳ層を
形成していたことに代えて、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）
の層を形成することにより達成される。
中赤外光用の光学部品の基板として使用されるシリコン
またはゲルマニウム基板上に反射防止特性および耐久性
に優れた反射防止膜を提供することを目的とする。上記
目的は、従来シリコンまたはゲルマニウム基板上に反射
防止膜を形成するにあたって、基板に接してＺｎＳ層を
形成していたことに代えて、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）
の層を形成することにより達成される。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は二酸化ケイ素（
ＳｉＯ２）を基板に接する層として含む多層膜からなる
シリコン基板またはゲルマニウム基板用反射防止膜に関
する。シリコンまたはゲルマニウム基板上に設けた二酸
化ケイ素膜を有する反射防止膜は、光学的特性に優れ、
かつ耐久性に優れている。
ＳｉＯ２）を基板に接する層として含む多層膜からなる
シリコン基板またはゲルマニウム基板用反射防止膜に関
する。シリコンまたはゲルマニウム基板上に設けた二酸
化ケイ素膜を有する反射防止膜は、光学的特性に優れ、
かつ耐久性に優れている。
【０００７】シリコン基板またはゲルマニウム基板上に
形成される第Ｎ層に使用されるＳｉＯ２は、中赤外領域
の光をわずかではあるが吸収するので、反射防止膜の構
成材料として、従来適用されたことはなかった。しかし
、後述するようにＳｉＯ２膜は非常に薄い膜厚であり、
その吸収による光学的特性が受ける悪影響は無視できる
ほどに小さい。ＳｉＯ２膜はシリコンまたはゲルマニウ
ム基板との接着性、また隣接するＧｅ膜との接着性に優
れており、耐久性向上の目的達成に寄与する効果の方が
大きい。
形成される第Ｎ層に使用されるＳｉＯ２は、中赤外領域
の光をわずかではあるが吸収するので、反射防止膜の構
成材料として、従来適用されたことはなかった。しかし
、後述するようにＳｉＯ２膜は非常に薄い膜厚であり、
その吸収による光学的特性が受ける悪影響は無視できる
ほどに小さい。ＳｉＯ２膜はシリコンまたはゲルマニウ
ム基板との接着性、また隣接するＧｅ膜との接着性に優
れており、耐久性向上の目的達成に寄与する効果の方が
大きい。
【０００８】本発明の反射防止膜の構成を図１に示した
。本発明においては空気側から第１層、第２層、・・・
・・第Ｎ層が形成され、第Ｎ層がシリコン基板またはゲ
ルマニウム基板に接して形成される。第１層はフッ化物
、第２層は硫化亜鉛（ＺｎＳ）層、第３層がゲルマニウ
ム（Ｇｅ）層、以後ＺｎＳ層とＧｅの層が交互に形成さ
れ、第（Ｎ−１）層にＧｅ層、第Ｎ層が二酸化ケイ素（
ＳｉＯ２）膜からなる。本発明の反射防止膜は、引っ張
り応力をもつ材料（フッ化物、Ｇｅ）と圧縮応力を有す
る材料（ＺｎＳ）とが交互に積層されているので、相互
に応力が緩和され、かつ相互に接着性に優れているので
、膜割れが生じにくい。 一般に、反射防止膜は、屈
折率に差のある物質を積層した構造とし、膜厚、屈折率
等を調整することにより反射防止効果が得られるもので
あり、何層構成とすることも可能であるが、あまり多く
の層を積層すると膜厚が厚くなりすぎ、透過率が低下す
るのみならず、積層膜が割れやすくなる。特に、反射防
止膜の膜厚が、中赤外域の波長に依存して決定されるの
で、この傾向が強くなる。このような観点から、シリコ
ンまたはゲルマニウム基板上に形成する反射防止膜は４
層構成とすることが最も好ましい。
。本発明においては空気側から第１層、第２層、・・・
・・第Ｎ層が形成され、第Ｎ層がシリコン基板またはゲ
ルマニウム基板に接して形成される。第１層はフッ化物
、第２層は硫化亜鉛（ＺｎＳ）層、第３層がゲルマニウ
ム（Ｇｅ）層、以後ＺｎＳ層とＧｅの層が交互に形成さ
れ、第（Ｎ−１）層にＧｅ層、第Ｎ層が二酸化ケイ素（
ＳｉＯ２）膜からなる。本発明の反射防止膜は、引っ張
り応力をもつ材料（フッ化物、Ｇｅ）と圧縮応力を有す
る材料（ＺｎＳ）とが交互に積層されているので、相互
に応力が緩和され、かつ相互に接着性に優れているので
、膜割れが生じにくい。 一般に、反射防止膜は、屈
折率に差のある物質を積層した構造とし、膜厚、屈折率
等を調整することにより反射防止効果が得られるもので
あり、何層構成とすることも可能であるが、あまり多く
の層を積層すると膜厚が厚くなりすぎ、透過率が低下す
るのみならず、積層膜が割れやすくなる。特に、反射防
止膜の膜厚が、中赤外域の波長に依存して決定されるの
で、この傾向が強くなる。このような観点から、シリコ
ンまたはゲルマニウム基板上に形成する反射防止膜は４
層構成とすることが最も好ましい。
【０００９】以下、本発明を４層構成の反射防止膜を例
に挙げさらに詳しく説明する。第１層はフッ化物から構
成され、屈折率（ｎ１）として１．２５〜１．６０を有
するものを使用する。このようなフッ化物としてはＹＦ
３、ＭｇＦ２、ＡｌＦ３、ＬｉＦ２、ＢａＦ２、ＣａＦ
２、ＬａＦ３、ＮａＦ、Ｎａ３ＡｌＦ６（クリオライト
）等を挙げることができる。第２層は、第１層の下に構
成され、第１層のフッ化物の屈折率より小さい屈折率を
有するＺｎＳからなる。第３層は、第２層の下に構成さ
れ、第２層のＺｎＳの屈折率より大きい屈折率を有する
Ｇｅからなる。第４層は、第３層の下に構成され、第３
層のＧｅの屈折率より小さい屈折率を有するＳｉＯ２か
らなる。 第１層〜第４層は蒸着法、スパッタリング、ＣＶＤ法等
で形成することができ、形成条件（例えば真空度、加熱
温度等）により、各層の屈折率を調整することができる
。
に挙げさらに詳しく説明する。第１層はフッ化物から構
成され、屈折率（ｎ１）として１．２５〜１．６０を有
するものを使用する。このようなフッ化物としてはＹＦ
３、ＭｇＦ２、ＡｌＦ３、ＬｉＦ２、ＢａＦ２、ＣａＦ
２、ＬａＦ３、ＮａＦ、Ｎａ３ＡｌＦ６（クリオライト
）等を挙げることができる。第２層は、第１層の下に構
成され、第１層のフッ化物の屈折率より小さい屈折率を
有するＺｎＳからなる。第３層は、第２層の下に構成さ
れ、第２層のＺｎＳの屈折率より大きい屈折率を有する
Ｇｅからなる。第４層は、第３層の下に構成され、第３
層のＧｅの屈折率より小さい屈折率を有するＳｉＯ２か
らなる。 第１層〜第４層は蒸着法、スパッタリング、ＣＶＤ法等
で形成することができ、形成条件（例えば真空度、加熱
温度等）により、各層の屈折率を調整することができる
。
【００１０】各層の光学的膜厚については、シリコン基
板を用いる場合、 第１層目 ｎ１ｄ１＝（０．２１〜０．２７）λ（λ
：設計主波長、以下同じ） 第２層目 ｎ２ｄ２＝（０．１２〜０．２９）λ第３
層目 ｎ３ｄ３＝（０．０２〜０．１０）λ第４層目
ｎ４ｄ４＝（０．０２〜０．０４）λ、ゲルマニウ
ム基板を用いる場合、各層は光学的膜厚が、第１層目
ｎ１ｄ１＝（０．１９〜０．２６）λ第２層目 ｎ
２ｄ２＝（０．１３〜０．２８）λ第３層目 ｎ３ｄ
３＝（０．０２〜０．１１）λ第４層目 ｎ４ｄ４＝
（０．０２〜０．０３）λの範囲内になるように形成す
る。
板を用いる場合、 第１層目 ｎ１ｄ１＝（０．２１〜０．２７）λ（λ
：設計主波長、以下同じ） 第２層目 ｎ２ｄ２＝（０．１２〜０．２９）λ第３
層目 ｎ３ｄ３＝（０．０２〜０．１０）λ第４層目
ｎ４ｄ４＝（０．０２〜０．０４）λ、ゲルマニウ
ム基板を用いる場合、各層は光学的膜厚が、第１層目
ｎ１ｄ１＝（０．１９〜０．２６）λ第２層目 ｎ
２ｄ２＝（０．１３〜０．２８）λ第３層目 ｎ３ｄ
３＝（０．０２〜０．１１）λ第４層目 ｎ４ｄ４＝
（０．０２〜０．０３）λの範囲内になるように形成す
る。
【００１１】各層が上記膜厚の範囲外となるように形成
しても、希望する反射防止効果が得られない。第１層を
屈折率（ｎ１）が１．３５以上のフッ化物で構成する場
合、第１層は、その光学的膜厚を約０．２５λとし、第
２層、第３層および第４層の光学的膜厚を合計で約０．
２５λとなるように形成することが好ましい。第１層を
屈折率（ｎ１）が１．４５以下のフッ化物で構成する場
合、第１層および第２層の光学的膜厚を約０．２５λ、
第３層および第４層は、その合計の光学的膜厚が約０．
１０λとなるように形成することが好ましい。さらに具
体的に実施例を挙げて本発明を説明する。
しても、希望する反射防止効果が得られない。第１層を
屈折率（ｎ１）が１．３５以上のフッ化物で構成する場
合、第１層は、その光学的膜厚を約０．２５λとし、第
２層、第３層および第４層の光学的膜厚を合計で約０．
２５λとなるように形成することが好ましい。第１層を
屈折率（ｎ１）が１．４５以下のフッ化物で構成する場
合、第１層および第２層の光学的膜厚を約０．２５λ、
第３層および第４層は、その合計の光学的膜厚が約０．
１０λとなるように形成することが好ましい。さらに具
体的に実施例を挙げて本発明を説明する。
【００１２】実施例
ゲルマニウム基板またはシリコン基板上に表１〜表
８（実施例１〜４、比較例１〜４）に示した膜構成の反
射防止膜を形成した。さらに、表９〜表１７（実施例５
〜１３）に、第２層〜第４層は実施例１〜４の膜構成と
同じにし、第１層の膜厚、屈折率を種々変えた演算によ
るシュミレート結果を示した。そして、表中には第１層
に示した屈折率を呈することのできるフッ化物を例示し
た。実施例および比較例の反射率特性を図２〜図１８に
示した。
８（実施例１〜４、比較例１〜４）に示した膜構成の反
射防止膜を形成した。さらに、表９〜表１７（実施例５
〜１３）に、第２層〜第４層は実施例１〜４の膜構成と
同じにし、第１層の膜厚、屈折率を種々変えた演算によ
るシュミレート結果を示した。そして、表中には第１層
に示した屈折率を呈することのできるフッ化物を例示し
た。実施例および比較例の反射率特性を図２〜図１８に
示した。
【００１３】
【表１】
表１（実施例１）
設計主波長（λ０）
＝３．８μｍ、入射角（θ）＝００ ───────
────────────────────────−
材料 屈
折率（ｎ） 光学的膜厚（ｎｄ／λ０） ──
─────────────────────────
───── 入射媒質 空気
１．００ 第１層 ＹＦ３
１．５０ ０．２０５
第２層 ＺｎＳ ２．２５
０．１６０ 第３層
Ｇｅ ４．３０
０．０４６ 第４層 ＳｉＯ２
１．４５ ０．０３０ ──
─────────────────────────
────− 基板 Ｓｉ
３．４３ ─────────────────
───────────────反射特性は図２に示し
た。
＝３．８μｍ、入射角（θ）＝００ ───────
────────────────────────−
材料 屈
折率（ｎ） 光学的膜厚（ｎｄ／λ０） ──
─────────────────────────
───── 入射媒質 空気
１．００ 第１層 ＹＦ３
１．５０ ０．２０５
第２層 ＺｎＳ ２．２５
０．１６０ 第３層
Ｇｅ ４．３０
０．０４６ 第４層 ＳｉＯ２
１．４５ ０．０３０ ──
─────────────────────────
────− 基板 Ｓｉ
３．４３ ─────────────────
───────────────反射特性は図２に示し
た。
【００１４】
【表２】
表２（実施例２）
設計主波長（λ０）
＝３．８μｍ、入射角（θ）＝００ ───────
────────────────────────−
− 材料
屈折率（ｎ） 光学的膜厚（ｎｄ／λ０） ─
─────────────────────────
──────− 入射媒質 空気
１．００ 第１層
ＭｇＦ２ １．３５ ０．２
３０ 第２層 ＺｎＳ ２．
２５ ０．１８８ 第３層
Ｇｅ ４．３０
０．０２１ 第４層 ＳｉＯ２
１．４５ ０．０３０
─────────────────────────
──────−− 基板 Ｓｉ
３．４３ ──────────────
──────────────────反射特性は図３
に示した。
＝３．８μｍ、入射角（θ）＝００ ───────
────────────────────────−
− 材料
屈折率（ｎ） 光学的膜厚（ｎｄ／λ０） ─
─────────────────────────
──────− 入射媒質 空気
１．００ 第１層
ＭｇＦ２ １．３５ ０．２
３０ 第２層 ＺｎＳ ２．
２５ ０．１８８ 第３層
Ｇｅ ４．３０
０．０２１ 第４層 ＳｉＯ２
１．４５ ０．０３０
─────────────────────────
──────−− 基板 Ｓｉ
３．４３ ──────────────
──────────────────反射特性は図３
に示した。
【表３】
【００１５】
表３（実施例３）
設計主波長（λ０）
＝３．８μｍ、入射角（θ）＝００ ───────
────────────────────────−
− 材料
屈折率（ｎ） 光学的膜厚（ｎｄ／λ０） ─
─────────────────────────
────── 入射媒質 空気
１．００ 第１層 ＹＦ
３ １．５０ ０．１９
８ 第２層 ＺｎＳ ２．２
５ ０．１５０ 第３層
Ｇｅ ４．３０
０．０６７ 第４層 ＳｉＯ２
１．４５ ０．０３０ ─
─────────────────────────
─────−− 基板 Ｇｅ
４．０３ ───────────────
─────────────────反射特性は図４に
示した。
＝３．８μｍ、入射角（θ）＝００ ───────
────────────────────────−
− 材料
屈折率（ｎ） 光学的膜厚（ｎｄ／λ０） ─
─────────────────────────
────── 入射媒質 空気
１．００ 第１層 ＹＦ
３ １．５０ ０．１９
８ 第２層 ＺｎＳ ２．２
５ ０．１５０ 第３層
Ｇｅ ４．３０
０．０６７ 第４層 ＳｉＯ２
１．４５ ０．０３０ ─
─────────────────────────
─────−− 基板 Ｇｅ
４．０３ ───────────────
─────────────────反射特性は図４に
示した。
【表４】
【００１６】
表４（実施例４）
設計主波長（λ０）
＝３．８μｍ、入射角（θ）＝００ ───────────────────────
────────−
材料 屈折率（ｎ） 光学的膜厚（ｎ
ｄ／λ０） ──────────────────
────────────── 入射媒質
空気 １．００ 第１層
ＭｇＦ２ １．３５
０．２３０ 第２層 ＺｎＳ
２．２５ ０．１８０
第３層 Ｇｅ ４．３０
０．０４５ 第４層
ＳｉＯ２ １．４５ ０
．０３０ ───────────────────
──────────── 基板
Ｇｅ ４．０３ ──────────
──────────────────────反射特
性は図５に示した。
＝３．８μｍ、入射角（θ）＝００ ───────────────────────
────────−
材料 屈折率（ｎ） 光学的膜厚（ｎ
ｄ／λ０） ──────────────────
────────────── 入射媒質
空気 １．００ 第１層
ＭｇＦ２ １．３５
０．２３０ 第２層 ＺｎＳ
２．２５ ０．１８０
第３層 Ｇｅ ４．３０
０．０４５ 第４層
ＳｉＯ２ １．４５ ０
．０３０ ───────────────────
──────────── 基板
Ｇｅ ４．０３ ──────────
──────────────────────反射特
性は図５に示した。
【００１７】
【表５】
表５（比較例１）
設計主波長（λ０）
＝３．８μｍ、入射角（θ）＝００ ───────
────────────────────────−
− 材料
屈折率（ｎ） 光学的膜厚（ｎｄ／λ０） ─
─────────────────────────
────── 入射媒質 空気
１．００ 第１層 ＹＦ
３ １．５０ ０．２２
９ 第２層 ＺｎＳ ２．２
５ ０．１１２ 第３層
Ｇｅ ４．３０
０．０３０ 第４層 Ｚ
ｎＳ ２．２５ ０．
０９３ ────────────────────
───────────−− 基板
Ｓｉ ３．４３ ─────────
───────────────────────反射
特性は図６に示した。
＝３．８μｍ、入射角（θ）＝００ ───────
────────────────────────−
− 材料
屈折率（ｎ） 光学的膜厚（ｎｄ／λ０） ─
─────────────────────────
────── 入射媒質 空気
１．００ 第１層 ＹＦ
３ １．５０ ０．２２
９ 第２層 ＺｎＳ ２．２
５ ０．１１２ 第３層
Ｇｅ ４．３０
０．０３０ 第４層 Ｚ
ｎＳ ２．２５ ０．
０９３ ────────────────────
───────────−− 基板
Ｓｉ ３．４３ ─────────
───────────────────────反射
特性は図６に示した。
【００１８】
【表６】
表６（比較例２）
設計主波長（λ０）
＝３．８μｍ、入射角（θ）＝００ ───────
────────────────────────−
− 材料
屈折率（ｎ） 光学的膜厚（ｎｄ／λ０） ─
─────────────────────────
────── 入射媒質 空気
１．００ 第１層 Ｍｇ
Ｆ２ １．５０ １．３
５ 第２層 ＺｎＳ ２．２
５ ０．２７６ 第３層
Ｇｅ ４．３０
０．０７２ 第４層 Ｚ
ｎＳ ２．２５ ０．
０４９ ────────────────────
───────────−− 基板
Ｓｉ ３．４３ ─────────
───────────────────────反射
特性は図７に示した。
＝３．８μｍ、入射角（θ）＝００ ───────
────────────────────────−
− 材料
屈折率（ｎ） 光学的膜厚（ｎｄ／λ０） ─
─────────────────────────
────── 入射媒質 空気
１．００ 第１層 Ｍｇ
Ｆ２ １．５０ １．３
５ 第２層 ＺｎＳ ２．２
５ ０．２７６ 第３層
Ｇｅ ４．３０
０．０７２ 第４層 Ｚ
ｎＳ ２．２５ ０．
０４９ ────────────────────
───────────−− 基板
Ｓｉ ３．４３ ─────────
───────────────────────反射
特性は図７に示した。
【００１９】
【表７】
表７（比較例３）
設計主波長（λ０）
＝３．８μｍ、入射角（θ）＝００ ───────
────────────────────────−
− 材料
屈折率（ｎ） 光学的膜厚（ｎｄ／λ０） ─
─────────────────────────
────── 入射媒質 空気
１．００ 第１層 ＹＦ３
１．５０ ０．２０
８ 第２層 ＺｎＳ ２．２５
０．１５１ 第３層
Ｇｅ ４．３０
０．０５８ 第４層 ＺｎＳ
２．２５ ０．０６３
───────────────────────
────────−− 基板 Ｇ
ｅ ４．０３ ────────────
────────────────────反射特性は
図８に示した。
＝３．８μｍ、入射角（θ）＝００ ───────
────────────────────────−
− 材料
屈折率（ｎ） 光学的膜厚（ｎｄ／λ０） ─
─────────────────────────
────── 入射媒質 空気
１．００ 第１層 ＹＦ３
１．５０ ０．２０
８ 第２層 ＺｎＳ ２．２５
０．１５１ 第３層
Ｇｅ ４．３０
０．０５８ 第４層 ＺｎＳ
２．２５ ０．０６３
───────────────────────
────────−− 基板 Ｇ
ｅ ４．０３ ────────────
────────────────────反射特性は
図８に示した。
【００２０】
【表８】
表８（比較例４）
設計主波長（λ０）
＝３．８μｍ、入射角（θ）＝００ ───────
────────────────────────−
− 材料
屈折率（ｎ） 光学的膜厚（ｎｄ／λ０） ─
─────────────────────────
────── 入射媒質 空気
１．００ 第１層 ＭｇＦ
２ １．３５ ０．２３０
第２層 ＺｎＳ ２．２５
０．１７０ 第３層
Ｇｅ ４．３０
０．０３２ 第４層 ＺｎＳ
２．２５ ０．０６５
────────────────────────
───────−− 基板 Ｇｅ
４．０３ ─────────────
───────────────────反射特性は図
９に示した。
＝３．８μｍ、入射角（θ）＝００ ───────
────────────────────────−
− 材料
屈折率（ｎ） 光学的膜厚（ｎｄ／λ０） ─
─────────────────────────
────── 入射媒質 空気
１．００ 第１層 ＭｇＦ
２ １．３５ ０．２３０
第２層 ＺｎＳ ２．２５
０．１７０ 第３層
Ｇｅ ４．３０
０．０３２ 第４層 ＺｎＳ
２．２５ ０．０６５
────────────────────────
───────−− 基板 Ｇｅ
４．０３ ─────────────
───────────────────反射特性は図
９に示した。
【００２１】
【表９】
表９（実施例５）
設計主波長（λ０）
＝３．８μｍ、入射角（θ）＝００ ───────
────────────────────────−
− 材料
屈折率（ｎ） 光学的膜厚（ｎｄ／λ０） ─
─────────────────────────
────── 入射媒質 空気
１．００ 第１層
１．２５ ０．
２６０ 第２層 ＺｎＳ ２．
２５ ０．２８０ 第３層
Ｇｅ ４．３０
０．０８６ 第４層 Ｓ
ｉＯ２ １．４５ ０．０
３０ ─────────────────────
──────────−− 基板
Ｓｉ ３．４３ ──────────
──────────────────────反射特
性は図１０に示した。
＝３．８μｍ、入射角（θ）＝００ ───────
────────────────────────−
− 材料
屈折率（ｎ） 光学的膜厚（ｎｄ／λ０） ─
─────────────────────────
────── 入射媒質 空気
１．００ 第１層
１．２５ ０．
２６０ 第２層 ＺｎＳ ２．
２５ ０．２８０ 第３層
Ｇｅ ４．３０
０．０８６ 第４層 Ｓ
ｉＯ２ １．４５ ０．０
３０ ─────────────────────
──────────−− 基板
Ｓｉ ３．４３ ──────────
──────────────────────反射特
性は図１０に示した。
【表１０】
【００２２】
表１０（実施例６）
設計主波長（λ０）
＝３．８μｍ、入射角（θ）＝００ ───────
────────────────────────−
− 材料
屈折率（ｎ） 光学的膜厚（ｎｄ／λ０） ─
─────────────────────────
────── 入射媒質 空気
１．００ 第１層 ＡｌＦ
３ １．３０ ０．２６８
第２層 ＺｎＳ ２．２５
０．２９０ 第３層
Ｇｅ ４．３０
０．０９４ 第４層 ＳｉＯ２
１．４５ ０．０３０
────────────────────────
───────−− 基板 Ｓｉ
３．４３ ─────────────
───────────────────反射特性は図
１１に示した。
＝３．８μｍ、入射角（θ）＝００ ───────
────────────────────────−
− 材料
屈折率（ｎ） 光学的膜厚（ｎｄ／λ０） ─
─────────────────────────
────── 入射媒質 空気
１．００ 第１層 ＡｌＦ
３ １．３０ ０．２６８
第２層 ＺｎＳ ２．２５
０．２９０ 第３層
Ｇｅ ４．３０
０．０９４ 第４層 ＳｉＯ２
１．４５ ０．０３０
────────────────────────
───────−− 基板 Ｓｉ
３．４３ ─────────────
───────────────────反射特性は図
１１に示した。
【００２３】
【表１１】
表１１（実施例７）
設計主波長（λ０）
＝３．８μｍ、入射角（θ）＝００ ───────
────────────────────────−
− 材料
屈折率（ｎ） 光学的膜厚（ｎｄ／λ０） ─
─────────────────────────
────── 入射媒質 空気
１．００ 第１層 ＣａＦ
２ １．４０ ０．２４７
第２層 ＺｎＳ ２．２５
０．２８０ 第３層
Ｇｅ ４．３０
０．０８０ 第４層 ＳｉＯ２
１．４５ ０．０２７
────────────────────────
───────−− 基板 Ｓｉ
３．４３ ─────────────
───────────────────反射特性は図
１２に示した。
＝３．８μｍ、入射角（θ）＝００ ───────
────────────────────────−
− 材料
屈折率（ｎ） 光学的膜厚（ｎｄ／λ０） ─
─────────────────────────
────── 入射媒質 空気
１．００ 第１層 ＣａＦ
２ １．４０ ０．２４７
第２層 ＺｎＳ ２．２５
０．２８０ 第３層
Ｇｅ ４．３０
０．０８０ 第４層 ＳｉＯ２
１．４５ ０．０２７
────────────────────────
───────−− 基板 Ｓｉ
３．４３ ─────────────
───────────────────反射特性は図
１２に示した。
【００２４】
【表１２】表１２（実施例８）設計主波長（λ０）＝３
．８μｍ、入射角（θ）＝００ ─────────
──────────────────────−−材
料 屈折率（ｎ） 光学的膜厚（ｎｄ
／λ０）─────────────────────
───────────入射媒質 空気
１．００第１層 ＢａＦ２
１．４５ ０．２４２第２層
ＺｎＳ ２．２５
０．２７７第３層 Ｇｅ
４．３０ ０．０７
５第４層 ＳｉＯ２ １．４５
０．０２８──────────────
─────────────────−−基板
Ｓｉ ３．４３───────────
─────────────────────反射特性
は図１３に示した。
．８μｍ、入射角（θ）＝００ ─────────
──────────────────────−−材
料 屈折率（ｎ） 光学的膜厚（ｎｄ
／λ０）─────────────────────
───────────入射媒質 空気
１．００第１層 ＢａＦ２
１．４５ ０．２４２第２層
ＺｎＳ ２．２５
０．２７７第３層 Ｇｅ
４．３０ ０．０７
５第４層 ＳｉＯ２ １．４５
０．０２８──────────────
─────────────────−−基板
Ｓｉ ３．４３───────────
─────────────────────反射特性
は図１３に示した。
【００２５】
【表１３】表１３（実施例９）設計主波長（λ０）＝３
．８μｍ、入射角（θ）＝００ ─────────
──────────────────────−−材
料 屈折率（ｎ） 光学的膜厚（ｎｄ
／λ０）─────────────────────
───────────入射媒質 空気
１．００第１層 ＬａＦ３
１．６０ ０．２１７第２層
ＺｎＳ ２．２５
０．１２０第３層 Ｇｅ
４．３０ ０．０５４第４層
ＳｉＯ２ １．４５
０．０３６────────────────────
───────────−−基板
Ｓｉ ３．４３─────────────────
───────────────反射特性は図１４に示
した。
．８μｍ、入射角（θ）＝００ ─────────
──────────────────────−−材
料 屈折率（ｎ） 光学的膜厚（ｎｄ
／λ０）─────────────────────
───────────入射媒質 空気
１．００第１層 ＬａＦ３
１．６０ ０．２１７第２層
ＺｎＳ ２．２５
０．１２０第３層 Ｇｅ
４．３０ ０．０５４第４層
ＳｉＯ２ １．４５
０．０３６────────────────────
───────────−−基板
Ｓｉ ３．４３─────────────────
───────────────反射特性は図１４に示
した。
【００２６】
【表１４】
表１４（実施例１０）
設計主波長（λ０）
＝３．８μｍ、入射角（θ）＝００ ───────
────────────────────────−
− 材料
屈折率（ｎ） 光学的膜厚（ｎｄ／λ０） ─
─────────────────────────
────── 入射媒質 空気
１．００ 第１層
１．２５ ０．
２５１ 第２層 ＺｎＳ ２．
２５ ０．２７３ 第３層
Ｇｅ ４．３０
０．１０６ 第４層 Ｓ
ｉＯ２ １．４５ ０．０
２７ ─────────────────────
──────────−− 基板
Ｇｅ ４．０３ ──────────
──────────────────────反射特
性は図１５に示した。
＝３．８μｍ、入射角（θ）＝００ ───────
────────────────────────−
− 材料
屈折率（ｎ） 光学的膜厚（ｎｄ／λ０） ─
─────────────────────────
────── 入射媒質 空気
１．００ 第１層
１．２５ ０．
２５１ 第２層 ＺｎＳ ２．
２５ ０．２７３ 第３層
Ｇｅ ４．３０
０．１０６ 第４層 Ｓ
ｉＯ２ １．４５ ０．０
２７ ─────────────────────
──────────−− 基板
Ｇｅ ４．０３ ──────────
──────────────────────反射特
性は図１５に示した。
【００２７】
【表１５】
表１５（実施例１１）
設計主波長（λ０）
＝３．８μｍ、入射角（θ）＝００ ───────
────────────────────────−
− 材料
屈折率（ｎ） 光学的膜厚（ｎｄ／λ０） ─
─────────────────────────
────── 入射媒質 空気
１．００ 第１層 ＭｇＦ
３ １．３５ ０．２３０
第２層 ＺｎＳ ２．２５
０．２５０ 第３層
Ｇｅ ４．３０
０．１００ 第４層 ＳｉＯ２
１．４５ ０．０２２
────────────────────────
───────−− 基板 Ｇｅ
４．０３ ─────────────
───────────────────反射特性は図
１６に示した。
＝３．８μｍ、入射角（θ）＝００ ───────
────────────────────────−
− 材料
屈折率（ｎ） 光学的膜厚（ｎｄ／λ０） ─
─────────────────────────
────── 入射媒質 空気
１．００ 第１層 ＭｇＦ
３ １．３５ ０．２３０
第２層 ＺｎＳ ２．２５
０．２５０ 第３層
Ｇｅ ４．３０
０．１００ 第４層 ＳｉＯ２
１．４５ ０．０２２
────────────────────────
───────−− 基板 Ｇｅ
４．０３ ─────────────
───────────────────反射特性は図
１６に示した。
【００２８】
【表１６】
表１６（実施例１２）
設計主波長（λ０）
＝３．８μｍ、入射角（θ）＝００ ───────
────────────────────────−
− 材料
屈折率（ｎ） 光学的膜厚（ｎｄ／λ０） ─
─────────────────────────
────── 入射媒質 空気
１．００ 第１層 ＣａＦ
２ １．４０ ０．２４５
第２層 ＺｎＳ ２．２５
０．２６５ 第３層
Ｇｅ ４．３０
０．０９９ 第４層 ＳｉＯ２
１．４５ ０．０２５
────────────────────────
───────−− 基板 Ｇｅ
４．０３ ─────────────
───────────────────反射特性は図
１７に示した。
＝３．８μｍ、入射角（θ）＝００ ───────
────────────────────────−
− 材料
屈折率（ｎ） 光学的膜厚（ｎｄ／λ０） ─
─────────────────────────
────── 入射媒質 空気
１．００ 第１層 ＣａＦ
２ １．４０ ０．２４５
第２層 ＺｎＳ ２．２５
０．２６５ 第３層
Ｇｅ ４．３０
０．０９９ 第４層 ＳｉＯ２
１．４５ ０．０２５
────────────────────────
───────−− 基板 Ｇｅ
４．０３ ─────────────
───────────────────反射特性は図
１７に示した。
【００２９】
【表１７】
表１７（実施例１３）
設計主波長（λ０）
＝３．８μｍ、入射角（θ）＝００ ───────
────────────────────────−
材料 屈折率（
ｎ） 光学的膜厚（ｎｄ／λ０） ──────
─────────────────────────
─ 入射媒質 空気 １．００
第１層 ＬａＦ２ １．６０
０．２００
第２層 ＺｎＳ ２．２５
０．１３３
第３層 Ｇｅ ４．３０
０．０８１
第４層 ＳｉＯ２ １．４５
０．０３０ ────
─────────────────────────
──− 基板 Ｇｅ ４．
０３
────────────────
────────────────反射特性は図１８に
示した。
＝３．８μｍ、入射角（θ）＝００ ───────
────────────────────────−
材料 屈折率（
ｎ） 光学的膜厚（ｎｄ／λ０） ──────
─────────────────────────
─ 入射媒質 空気 １．００
第１層 ＬａＦ２ １．６０
０．２００
第２層 ＺｎＳ ２．２５
０．１３３
第３層 Ｇｅ ４．３０
０．０８１
第４層 ＳｉＯ２ １．４５
０．０３０ ────
─────────────────────────
──− 基板 Ｇｅ ４．
０３
────────────────
────────────────反射特性は図１８に
示した。
【００３０】耐久試験
上記表１〜表８に示した膜構成の反射防止膜の信頼
性テストとして、テープ剥離テストおよび有機溶剤テス
トを行った。 テープ剥離テスト 作製した反射防止膜を薄膜面上にテープを接着させ
た後、テープを表面から垂直に剥がす操作を５回繰り返
した。 有機溶剤テスト アルコールを浸した布で２ｋｇ重の力をかけて４０
回擦った。以上の結果を表１８に示した。
性テストとして、テープ剥離テストおよび有機溶剤テス
トを行った。 テープ剥離テスト 作製した反射防止膜を薄膜面上にテープを接着させ
た後、テープを表面から垂直に剥がす操作を５回繰り返
した。 有機溶剤テスト アルコールを浸した布で２ｋｇ重の力をかけて４０
回擦った。以上の結果を表１８に示した。
【００３１】
【００３２】比較例の反射防止膜はテープテストで一部
剥離が生じたが、実施例の反射防止膜は剥離等が生じな
かった。また環境試験（７００Ｃ、８０％、２４時間放
置）、熱サイクル試験（−２００Ｃ〜＋８５０Ｃ）にお
いても、全く異常は認められなかった。
剥離が生じたが、実施例の反射防止膜は剥離等が生じな
かった。また環境試験（７００Ｃ、８０％、２４時間放
置）、熱サイクル試験（−２００Ｃ〜＋８５０Ｃ）にお
いても、全く異常は認められなかった。
【００３３】
【発明の効果】シリコンまたはゲルマニウムを基板に接
する層として二酸化ケイ素からなる層を有する反射防止
膜とすることにより、光学的特性に優れかつ耐久性にも
優れた中赤外域の光学部品用反射防止膜を形成すること
ができる。
する層として二酸化ケイ素からなる層を有する反射防止
膜とすることにより、光学的特性に優れかつ耐久性にも
優れた中赤外域の光学部品用反射防止膜を形成すること
ができる。
【図１】本発明のシリコンまたはゲルマニウム基板上に
形成された反射防止膜の膜構成を示す図である。
形成された反射防止膜の膜構成を示す図である。
【図２】反射防止膜の赤外域光に対する反射率特性を示
す図である。
す図である。
【図３】反射防止膜の赤外域光に対する反射率特性を示
す図である。
す図である。
【図４】反射防止膜の赤外域光に対する反射率特性を示
す図である。
す図である。
【図５】反射防止膜の赤外域光に対する反射率特性を示
す図である。
す図である。
【図６】反射防止膜の赤外域光に対する反射率特性を示
す図である。
す図である。
【図７】反射防止膜の赤外域光に対する反射率特性を示
す図である。
す図である。
【図８】反射防止膜の赤外域光に対する反射率特性を示
す図である。
す図である。
【図９】反射防止膜の赤外域光に対する反射率特性を示
す図である。
す図である。
【図１０】反射防止膜の赤外域光に対する反射率特性を
示す図である。
示す図である。
【図１１】反射防止膜の赤外域光に対する反射率特性を
示す図である。
示す図である。
【図１２】反射防止膜の赤外域光に対する反射率特性を
示す図である。
示す図である。
【図１３】反射防止膜の赤外域光に対する反射率特性を
示す図である。
示す図である。
【図１４】反射防止膜の赤外域光に対する反射率特性を
示す図である。
示す図である。
【図１５】反射防止膜の赤外域光に対する反射率特性を
示す図である。
示す図である。
【図１６】反射防止膜の赤外域光に対する反射率特性を
示す図である。
示す図である。
【図１７】反射防止膜の赤外域光に対する反射率特性を
示す図である。
示す図である。
【図１８】反射防止膜の赤外域光に対する反射率特性を
示す図である。
示す図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を基板に接
する層として含む多層膜からなるシリコン基板またはゲ
ルマニウム基板用反射防止膜。 - 【請求項２】 シリコン基板またはゲルマニウム基板
用反射防止膜において、該反射防止膜が空気側から基板
に向かって第１層、第２層、第３層および第４層からな
り、第１層がフッ化物、第２層が硫化亜鉛（ＺｎＳ）、
第３層がゲルマニウム（Ｇｅ）、第４層が二酸化ケイ素
（ＳｉＯ２）から形成され、かつ第１層の屈折率（ｎ１
）が、１．２５〜１．６０であることを特徴とするシリ
コン基板またはゲルマニウム基板用反射防止膜。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40569990A JP3249992B2 (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | シリコン基板またはゲルマニウム基板用反射防止膜 |
| US07/811,818 US5243458A (en) | 1990-12-25 | 1991-12-20 | Antireflection coating for infrared light |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40569990A JP3249992B2 (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | シリコン基板またはゲルマニウム基板用反射防止膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04221901A true JPH04221901A (ja) | 1992-08-12 |
| JP3249992B2 JP3249992B2 (ja) | 2002-01-28 |
Family
ID=18515310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP40569990A Expired - Lifetime JP3249992B2 (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | シリコン基板またはゲルマニウム基板用反射防止膜 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5243458A (ja) |
| JP (1) | JP3249992B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017223914A (ja) * | 2016-06-17 | 2017-12-21 | 株式会社ニデック | 赤外線用機能性膜付シリコン基板 |
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