[发明专利]类金刚石薄膜及制备方法

权利要求书

1.一种采用磁控溅射法制得的类金刚石薄膜，其特征在于，包括：

基材层；

过渡层，贴设于所述基材层的一侧，所述过渡层为氮化硅层；

类金刚石层，贴设于所述过渡层远离所述基材层的一侧，所述类金刚石层内掺杂有氮原子，以调节所述类金刚石薄膜内sp²碳键和sp³碳键的相对含量；

所述过渡层和所述类金刚石层各设有多层，所述类金刚石层和所述过渡层交替排布，所述类金刚石薄膜的厚度为0.5um至1.5um；

所述过渡层的厚度范围为0.5nm至1.0nm，最外层的所述类金刚石层的厚度范围为15nm至25nm，其余层的所述类金刚石层的厚度范围为5nm至15nm；

类金刚石层内的氮原子通过在惰性氛围下通入氮气进行掺杂，氮气与惰性气体的气体流量比为10：1至20：1，氮气的气体分压范围为8×10^-5Torr至2×10^-4Torr。

2.如权利要求1所述的采用磁控溅射法制得的类金刚石薄膜，其特征在于，所述类金刚石层的层数为10层至50层，所述氮化硅层的层数为10层至50层。

3.一种类金刚石薄膜的制备方法，其特征在于，包括：

步骤A：在真空环境下，通入惰性气体和氮气，对纯硅靶材进行磁控溅射，以在基材层上沉积过渡层，所述过渡层为氮化硅层；

步骤B：继续通入惰性气体和氮气，对纯石墨靶材进行磁控溅射，在过渡层上沉积类金刚石层，并在类金刚石的晶体结构中掺杂氮原子，以调节所述类金刚石薄膜内sp²碳键和sp³碳键的相对含量；

所述步骤A和所述步骤B交替循环多次，多次所述步骤A沉积的过渡层和多次所述步骤B沉积的类金刚石层的总厚度为0.5um至1.5um；

所述步骤A沉积的所述过渡层的厚度为0.5nm至1.0nm，所述步骤B沉积的最外层的所述类金刚石层的厚度为15nm至25nm，其余层的所述类金刚石层的厚度为5nm至15nm；

在所述过渡层形成过程中，所通入的惰性气体和氮气的流量比为1：２，气体压力为４×10^-3Torr；

在所述类金刚石层的形成过程中，所述惰性气体和氮气的气体流量比范围为10：1至20：1，氮气的气体分压范围为8×10^-5Torr至2×10^-4Torr。

4.如权利要求3所述的类金刚石薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤A和所述步骤B交替循环10次至50次。

5.如权利要求4所述的类金刚石薄膜的制备方法，其特征在于，在所述类金刚石层形成过程中，通入固定量的惰性气体，所述固定量的范围为3×10^-3Torr至4×10^-3Torr。