[发明专利]一种低应力四面体非晶碳复合膜及其制备方法

权利要求书

1.一种低应力四面体非晶碳复合膜，其特征在于，所述非晶碳复合膜是在基体表面依次交替沉积的金属层和四面体非晶碳膜层；

单层所述金属层的厚度为35-100nm，单层所述四面体非晶碳膜层的厚度为50-100nm；单层所述四面体非晶碳膜层的表面粗糙度小于100nm；

所述低应力四面体非晶碳复合膜经以下方式得到：采用溅射金属靶或电弧金属靶的方式在基体的表面沉积金属层，再用电弧离子镀碳的方式在金属层上沉积四面体非晶碳膜层，根据预设重复次数，重复沉积金属层和四面体非晶碳膜层；

所述溅射金属靶为磁控溅射金属靶，真空度为1-10×10^-3Pa，控制氩气的流量为100-150sccm；基体上的负偏压为50-80V；磁控溅射金属靶的金属磁控靶功率为3-5kW；金属靶的弧电流为50-100A；所述沉积金属层的时间为5-10min；

所述电弧离子镀碳控制氩气的流量为30-50sccm；电弧碳靶的弧电流为50-70A；电磁线圈的电流为2-5A；控制基体的负偏压在5-15min内从20-30V上升至40-60V；待偏压升至60V后，保持10-20min。

2.根据权利要求1所述的低应力四面体非晶碳复合膜，其特征在于，所述金属层的材料为钛、铬、钼或钨。

3.根据权利要求1所述的低应力四面体非晶碳复合膜，其特征在于，所述基体为单晶硅片、不锈钢、硬质合金或高速钢。

4.根据权利要求1所述的低应力四面体非晶碳复合膜，其特征在于，所述四面体非晶碳膜层sp³键的含量大于50％。

5.一种如权利要求1-4任一项所述的低应力四面体非晶碳复合膜的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：

采用溅射金属靶或电弧金属靶的方式在基体的表面沉积金属层，再用电弧离子镀碳的方式在金属层上沉积四面体非晶碳膜层，根据预设重复次数，重复沉积金属层和四面体非晶碳膜层；

所述溅射金属靶为磁控溅射金属靶，真空度为1-10×10^-3Pa；控制氩气的流量为100-150sccm；基体上的负偏压为50-80V；磁控溅射金属靶的金属磁控靶功率为3-5kW；金属靶的弧电流为50-100A；所述沉积金属层的时间为5-10min；

所述电弧离子镀碳控制氩气的流量为30-50sccm；电弧碳靶的弧电流为50-70A；电磁线圈的电流为2-5A；控制基体的负偏压在5-15min内从20-30V上升至40-60V；待偏压升至60V后，保持10-20min。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述金属靶为铬靶、钛靶、钼靶或钨靶。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括在溅射金属靶前对基体进行清洗。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述清洗包括超声清洗和离子清洗。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述超声清洗的时间为30-60min；所述离子清洗的时间为30-50min。

10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，超声清洗的负偏压为100-200V。