一种无氢掺硅类金刚石膜层及其制备方法

摘要

一种无氢掺硅类金刚石膜层。其特征是依次由基体(1)；金属层(2)；金属碳化物层(3)；掺硅类金刚石膜层(4)构成。制备方法是采用直流磁控溅射石墨靶、中频磁控溅射碳化硅靶或硅靶以及离子源辅助沉积，依次氩离子清洗基体；沉积金属层和金属碳化物层；沉积无氢掺硅类金刚石膜层。与现有技术相比，本发明方法所制备的膜层具有摩擦系数和磨损率低、膜层质量好的特点。本发明膜层制备工艺简单，重复性好，可制备出不同含硅量的无氢掺硅类金刚石膜层，能满足湿度变化等特定环境下精密仪器传动部件精度的要求，提高其使用的精度、灵敏度和可靠性，适用于超集成电路、医用器械、光学元件、雷达、航空飞行器等。

主权项

一种无氢掺硅类金刚石膜层，其特征是所述的无氢掺硅类金刚石膜层依次由基体(1)；金属层(2)；金属碳化物层(3)；掺硅类金刚石膜层(4)构成；其制备方法是采用直流磁控溅射石墨靶、中频磁控溅射碳化硅靶或硅靶以及离子源辅助沉积，本底真空度小于5×10‑3Pa，温度150~250℃，工件架转速1~5rpm条件下，依次由如下步骤组成：(1)氩离子清洗基体：氩气流量120~300sccm，炉压0.20~0.6Pa，离子源功率400~600W，偏压600~1000V，清洗时间10~30min；(2)沉积金属层和金属碳化物层：氩气流量120~240sccm，炉压0.2~0.4Pa，离子源功率200~500W；沉积金属层时，金属靶溅射功率800~1000W，偏压400~600V，沉积时间10~20min；沉积金属碳化物层时，金属靶溅射功率600~1000W；石墨靶溅射功率1200~2000W，偏压100~200V，沉积时间10~30min；(3)沉积无氢掺硅类金刚石膜层：氩气流量100~200sccm，偏压50~150V，炉压0.2~0.4Pa，SiC靶或Si靶溅射功率50~650W，石墨靶溅射功率1600~2000W，离子源功率100~400W，沉积时间4~6h。