介质材料表面镀膜工艺在金刚石窗上的应用
作者:
作者单位:

1安徽理工大学 材料科学与工程学院,安徽 淮南 232001;2合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽省能源实验室),安徽 合肥 230031;3深圳大学 电子与信息工程学院,广东 深圳 518060

作者简介:

武子昂(1999-),男,在读硕士研究生,主要研究方向为金刚石窗镀膜与封接.email:wuziang1286@163.com.
刘本田(1971-),男,博士,研究员,主要研究方向为太赫兹波电子器件.
陈 波(1974-),男,硕士,副研究员,主要研究方向为金刚石表面金属化和封接.
刘吉祥(1999-),男,学士,助理研究员,主要研究方向为大功率真空电子器件.
刘振英(1977-),女,博士,副教授,主要研究方向为高温结构陶瓷材料的制备.

通讯作者:

刘本田 email:liubentian@aliyun.com

基金项目:

国家重点研发计划资助项目(2021YFA1600303);太赫兹波高频辐射器组件的焊接技术服务合同(25KHH115)

伦理声明:



Application of dielectric material surface coating process on diamond window
Author:
Ethical statement:

Affiliation:

1School of Materials Science and Engineering,Anhui University of Science and Technology,Huainan Anhui 232001,China;2Anhui Energy Laboratory,Institute of Energy of Hefei Comprehensive National Science Center,Hefei Anhui 230031,China;3School of Electronic and Information Engineering,Shenzhen University,Shenzhen Guangdong 518060,China

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    摘要:

    以单晶硅片为模拟基底,探究钛(Ti)、钼(Mo)、镍(Ni)的等离子溅射沉积特性。实验发现:Ti、Mo、Ni的沉积速率分别为7~14 nm/min、9~21 nm/min、8~16 nm/min;扫描电子显微镜(SEM)显示其表面颗粒尺寸分别为10~20 nm、50~200 nm、15~30 nm,其中钼层呈现有序排列,Ni层存在团聚现象;基片光面朝向会影响沉积速率:朝上时,沉积速率分别为9 nm/min、 10 nm/min、7 nm/min;朝下时,则分别为15 nm/min、18 nm/min、14nm/min;优化靶材-样品间距可提升溅射速率,但需同步优化靶材维护。基于硅片实验结果,成功在金刚石基体实现Ti/Mo/Ni复合镀层的高效沉积,完成了金刚石窗片的金属化与真空封接,为工程化应用提供了可靠的技术支撑。

    Abstract:

    In this study, the plasma sputtering deposition characteristics of titanium, molybdenum and nickel are investigated by using single crystal silicon wafer as the simulation substrate. It is found that the deposition rates of Ti/Mo/Ni are 7~14, 9~21, 8~16 nm/min, respectively. Scanning Electron Microscope(SEM) shows that the surface particle sizes are 10~20, 50~200, 15~30 nm, respectively. The Mo layer shows ordered grain alignment, and the Ni layer is agglomerated. The deposition efficiency is determined by the smooth surface orientation of the substrate. The deposition rate is 9, 10 and 7 nm/min when the substrate is oriented upward, and 15,18 and 14 nm/min when the substrate is oriented downward. Optimizing the target-sample spacing can increase the sputtering rate, but the target maintenance needs to be optimized simultaneously. Based on the experimental results of silicon wafer, the efficient deposition of Ti-Mo-Ni composite coating on diamond substrate is successfully realized, and the metallization and vacuum sealing of diamond window are completed, which provides technical support for engineering application.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

武子昂,刘本田,陈波,等.介质材料表面镀膜工艺在金刚石窗上的应用[J].太赫兹科学与电子信息学报,2026,24(5):635~640. DOI:10.11805/TKYDA2025182.
WU Zi′ang, LIU Bentian, CHEN Bo, et al. Application of dielectric material surface coating process on diamond window[J]. Journal of Terahertz Science and Electronic Information,2026,24(5):635-640. DOI:10.11805/TKYDA2025182.

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  • 收稿日期:2025-06-02
  • 最后修改日期:2025-09-19
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  • 在线发布日期: 2026-06-01
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