[发明专利]一种大角度低漂移滤光片的磁控溅射镀膜方法

说明书

本发明提供一种偏移范围小、识别精度高、生产能耗低、生产效率高的大角度低漂移滤光片的磁控溅射镀膜方法，本发明采用滚筒式双腔溅射镀膜机，内腔为溅射腔，外腔为装卸腔，大气压下，将基片装入装卸腔的镀膜机滚筒上，镀膜面朝外；抽气，当溅射腔和装卸腔的真空达到9.0*10^‑3Pa～8.0*10^‑3Pa时，基片随镀膜机滚筒进入溅射腔；当溅射腔真空达到8.0*10^‑5Pa～2.0*10^‑5Pa时，打开溅射源，通入氩气，同时打开离子源，通入氢气、氮气，在基片上形成氮掺杂氢化非晶硅层(α‑Si:H)N₂；打开溅射源，通入氩气，同时打开离子源，通入氧气，在基片上形成氧化硅层；依次反应，形成氮掺杂氢化非晶硅与氧化硅的交替叠层结构；最后在蒸发镀膜机上，在工件反面，镀相应波长的长波通。

技术领域

本发明属于光学滤光片领域，具体涉及一种大角度低漂移滤光片的磁控溅射镀膜方法。

背景技术

光学系统经常使用滤光片来从宽的背景信号(噪声)下隔离出包含信号的波段以提升信噪比。这些滤光片有无穷多的特性，这取决于使用他们的光学系统。随着在700nm～1100nm之间的近红外(NIR)波长的大功率LED及激光器的出现，其在商业和消费领域的应用越来越受到关注。这些近红外LED及激光器正在成为低成本和紧凑的光源(信号)。为了使其系统中的信噪比最大化，需要使用一个匹配具有低角度漂移效应的近红外带通滤光片。

利用光学干涉原理制作出不同光谱的近红外带通滤光片。光干涉的基本原理是利用光通过薄膜时产生的相位变化。这个相变可以看作是理想光学薄膜两个界面之间的光程差。这个光程差全随着入射角度的改变而改变。两个界面之间的角度遵守斯涅尔定律(Snell's Law)：

n₁Sin(θ₁)＝n₂Sin(θ₂)

这引起很多有趣的现象。其中之一是传播角与材料的折射率成反比。传播角决定了光通过膜层的相变。相变决定了光谱性能变化。因此，做为一个结果，对于滤光片来说，高折射率对应着低的角度效应。

不幸的是，通常近红外波段材料的折射率，最大只有2.3左右。这样，与低折射率材料(如SIO2，折射率1.46)配合，制作出来的近红外滤片，在入射角为30度时，角度漂移通常达到30-40nm，其波形完全变形，并且其膜系结构通常达到七、八十层到上百层，总厚度将近10um。

鉴于此，必须找出一种在近红外波段，能够大幅度提升折射率，并且降低此波段的消光系数。

半导体材料在此波段通常具有4.3以上的折射率，是制作低角度效应折射率的主选材料。如Si的折射率4.3，Ge的折射率4.8。但是其消光系数非常大。在近红外波段，基本上于非透明状态。

如果能找到合适材料，掺入半导体材料中，把半导体中的悬挂键等缺陷饱和掉，我们有可能以稍微牺牲折射率，降到3.3～3.8，大幅度降低消光系数，降到1*10^-4，从而实现制作出大角度低漂移的滤光片。

目前市场上常规的滤光片生产已经实现了滤光器在距离传感器系统、三维(3D)成像系统或手势识别系统等传感器系统中使用，但其缺点在于生产过程中无保护，易中毒，生产不稳定，并且伴有能耗高、生产效率较低等问题。

综上所述，故提出本发明。

发明内容

针对背景技术提出的现有技术存在的不足，本发明提供一种偏移范围小、识别精度高、生产能耗低、生产效率高的大角度低漂移滤光片的磁控溅射镀膜方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种大角度低漂移滤光片的磁控溅射镀膜方法，包括以下步骤：