لایه نازک اکسی‌نیترید کربن سیلیکون با خواص ضدبازتابی و پایداری محیطی

در این مطالعه، لایه‌ نازک اکسی‌نیترید کربن سیلیکون به روش کندوپاش مغناطیسی رادیوفرکانسی بر زیرلایه‌ سیلیکونی پوشش‌دهی شد. سپس خواص ضدبازتابی و پایداری محیطی پوشش مورد ارزیابی قرار گرفت. آزمون تبدیل فوریه مادون‌قرمز و الیپسومتری با هدف تعیین خواص اپتیکی انجام شد. به منظور پیش‌بینی ضخامت بهینه و نیز طراحی میزان بازتاب لایه نازک اعمالی با ضریب شکست مشخص از نرم افزار essential macleod استفاده شد. از روش پروفیلومتری و رابطه استونی برای اندازه‌گیری تنش پسماند‌ لایه نازک اکسی‌نیترید کربن سیلیکون استفاده شد. آزمون‌های حلالیت در آب و حلالیت در محلول نمک مطابق با استاندارد mil-c-48947a، چسبندگی مطابق با استاندارد mil-m-13508c، مه‌نمکی، سایش ملایم و سایش شدید مطابق با استاندارد mil-c-675c با هدف بررسی پایداری محیطی لایه نازک مورد استفاده قرار گرفت. نتایج آزمون تبدیل فوریه مادون‌قرمز نشان داد که لایه‌نشانی لایه نازک اکسی‌نیترید کربن سیلیکون با ضخامت بهینه موجب کاهش28.1 درصدی متوسط میزان بازتاب در محدوده طول‌موجی µm 3-5 خواهد شد. نتایج آزمون الیپسومتری اثبات نمود که ضخامت پوشش برابر با nm 601.49 و نیز ضریب شکست پوشش برابر با 1.6 در طول‌موج µm 4 است. همچنین طراحی‌ها نشان داد که ضخامت بهینه برای دستیابی به حداقل بازتاب برابر با nm 619.74 است. تنش پسماند‌ لایه نازک اکسی‌نیترید کربن سیلیکون برابر با mpa 109 به دست آمد. همچنین لایه نازک اکسی‌نیترید کربن سیلیکون توانست آزمون‌های پایداری محیطی را با موفقیت بگذراند.

silicon carbon oxynitride thin film with anti-reflective properties and environmental stability

in this study, silicon carbon oxynitride (sicon) thin film was deposited on the silicon substrate by radio frequency magnetron sputtering method. then the anti-reflective properties and environmental stability of the coating were evaluated. fourier transform infrared spectroscopy (ftir) and ellipsometry tests were performed with the aim of determining optical properties. essential macleod software was used in order to predict the optimal thickness and also to simulate the reflectivity of the applied thin film with a certain refractive index. the profilometric method and estoni's relationship were used to measure the residual stress of the sicon thin film. solubility in water and solubility in salt solution tests according to mil-c-48947a standard, adhesion according to mil-m-13508c standard, salt spray, mild wear and severe wear according to mil-c-675c standard was performed to checking environmental stability of the thin film. the results of the ftir test showed that the sicon thin film with optimal thickness will decrease the average reflectance by 28.1% in the wavelength range of 3-5 μm. the results of the ellipsometry test proved that the thickness of the thin film is equal to 601.49 nm and the refractive index of the coating is equal to 1.6 at 4 μm. also, the designs showed that the optimal thickness to achieve minimum reflection is equal to 619.74 nm. the residual stress of the sicon thin film was obtained as 109 mpa. also, the sicon thin film was able to successfully pass the environmental stability test.