[发明专利]一种极紫外波段薄膜滤片及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种极紫外波段薄膜滤片及其制备方法和应用，属于环境功能材料和水污染控制技术领域。本发明在Al中掺Si，一定程度上可减小Al的应力，Si可以穿透Al的晶格，抑制Al的结晶，并且原子半径较小的Si占据Al膜中的空位而产生拉伸作用，这种拉伸作用随着Si掺杂质量分数的增大逐渐占据对薄膜应力的主导作用，从而使Al从压应力转变为张应力，进而提高了极紫外波段薄膜的机械性能，同时不影响透过率。

技术领域

本发明涉及薄膜制备技术领域，尤其涉及一种极紫外波段薄膜滤片及其制备方法和应用。

背景技术

极紫外波段介于X射线和紫外线之间，因其波长短，可用于观察或者制作更加细微的结构，例如极紫外显微和极紫外光刻等技术的发展。该波段内存在大量原子共振吸收线，可以通过检测这些特征谱线，探知元素的存在和分布，由此发展了极紫外发射光谱、吸收光谱、光电子谱等多种谱学分析方法，并被应用到材料分析、等离子体诊断、极紫外天文学等领域。近二十年来，随着高亮度同步辐射光源的迅速发展，各国科学家对材料在该波段光学性能的表征研究兴趣日益强烈。遗憾的是，该波段的高次谐波非常多，常用的方法是采用薄膜反射镜或者薄膜滤片吸收来提高光谱纯度，其中，薄膜滤片不改变光路，更为简单方便，是极紫外与X射线波段重要的光学元件，普遍应用在空间科学、极紫外光刻、等离子体诊断和同步辐射光束线等领域。为了提升滤片的机械性能，并且还要保证其在极紫外波段的透射特性以及红外、可见光和紫外的抑制特性，国内外研究者们对滤片的制备做了大量研究。目前，适用于极紫外的薄膜滤片多为金属膜滤片，厚度非常薄，稳定性较差，需要各种支撑结构加以支撑，但是使用了支撑结构后，存在机械性能和透过率不能同时兼顾的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种极紫外波段薄膜滤片及其制备方法和应用。本发明提供的极紫外波段薄膜机械性能好，透过率高。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种极紫外波段薄膜滤片，为Si掺杂的Al单层膜，所述极紫外波段薄膜滤片在17.1～30.0nm极紫外波段具有较高的透射率；所述Al单层膜中Si的质量百分数为0～50％。

优选地，所述Al单层膜中Si的质量百分数为10～30％。

优选地，所述Al单层膜中Si的质量百分数为20％。

优选地，所述Al单层膜的厚度为30～1500nm。

优选地，所述Al单层膜的厚度为200～1000nm。

优选地，所述Al单层膜的厚度为500nm。

本发明还提供了上述技术方案所述极紫外波段薄膜滤片的制备方法，包括以下步骤：

利用Si靶和Al靶，在基底表面进行直流磁控溅射，得到所述极紫外波段薄膜滤片。

优选地，所述Si靶和Al靶的溅射功率均为40W。

优选地，所述直流磁控溅射的本底真空度小于2.0×10^-4Pa，溅射气压为0.2Pa。

本发明还提供了上述技术方案所述极紫外波段薄膜滤片或上述技术方案所述制备方法制得的极紫外波段薄膜滤片作为光学元件的应用。