一种电磁屏蔽红外透明的导电窗口结构制造技术

一种电磁屏蔽红外透明的导电窗口结构，包括红外透明的光学窗口基板上淀积至少一层氮化物过渡层，在过渡层上淀积一个薄膜层，所述薄膜层为氮化镓层、氮化铝层的一种或两种依次叠加制成的薄膜。本实用新型专利技术采用在红外透明的光学窗口基板上淀积氮化镓/氮化铝制备的半导体薄膜层，氮化镓/氮化铝叠层薄膜界面处存在导电良好的二维电子气，通过掺杂调控薄膜内部载流子浓度与异质界面二维电子气的高导电特性来实现电磁屏蔽和红外透明的等性能，具有生产工艺简单，红外透光率高、屏蔽性能好、面积大、力学性能优异与极端环境稳定等优点。

An Infrared Transparent Conductive Window Structure with Electromagnetic Shielding

【技术实现步骤摘要】
一种电磁屏蔽红外透明的导电窗口结构
本技术涉及航空航天电子及半导体材料
，更具体地说，尤其是涉及一种电磁屏蔽红外透明的导电窗口结构。
技术介绍
具备优异电磁屏蔽性能的红外光学窗口需要对红外(3-5um或8-12um)、激光(一般为1.064um)以及可见光波段具备高透光率(80％以上)，同时也要具备高的导电性能用来屏蔽微波电磁信号，通常利用在红外透明光学窗口结构的材料，通过制作金属网栅薄膜来实现具有导电性能的电磁屏蔽应用，但是金属网栅膜虽然具备优异的电磁屏蔽性质，但在实际应用中存在中红外波段的有效透光率低、硬度低、膜基结合强度不足、极端环境下膜层极易损坏、大面积制备比较困难等问题，因此，为了同时获得高透光率与高电磁屏蔽效率，在红外光学窗口表面镀制透明的导电膜已成为实现红外光学窗口电磁屏蔽的关键技术，现有的锡掺杂氧化铟(ITO)等透明的导电薄膜虽然已经在液晶显示、触摸屏、光伏等先进光电子产业中获得了广泛应用，但其在中红外波段透光率很低，成为制约透明的导电半导体薄膜应用于红外光窗电磁屏蔽材料的关键科学问题。本
技术实现思路
针对现有技术的上述缺陷和问题，本技术所要解决的技术问题是：提供一种电磁屏蔽红外透明的导电窗口结构，采用在红外透明的光学窗口基板上淀积氮化镓/氮化铝(镓)叠层半导体薄膜，通过掺杂调控薄膜内部载流子浓度与异质界面二维电子气的高导电特性来实现电磁屏蔽和红外透明的等性能。为了达到上述目的，本技术提供如下技术方案：一种电磁屏蔽红外透明的导电窗口结构，包括红外透明的光学窗口基板上淀积至少一层氮化物过渡层，在过渡层上淀积一个薄膜层，所述薄膜层为氮化镓层、氮化铝层的一种或两种依次叠加制成的薄膜。上述技术方案中，所述光学窗口基板为蓝宝石、碳化硅、锗、硅、砷化镓、磷化镓、硫化锌、铯化锌、金刚石一种或两种以上组合。上述技术方案中，所述氮化物过渡层为氮化镓、氮化铝、氮化铝镓、氮化镓铟、氮化铝铟、氮化铝镓铟的一种或两种以上组合。上述技术方案中，所述氮化物过渡层厚度为10nm-500μm。上述技术方案中，所述薄膜层厚度为1-1000nm。本技术采用在红外透明的光学窗口基板上淀积氮化镓/氮化铝制备的半导体薄膜层，氮化镓/氮化铝叠层薄膜界面处存在导电良好的二维电子气，通过掺杂调控薄膜内部载流子浓度与异质界面二维电子气的高导电特性来实现电磁屏蔽和红外透明的等性能，具有生产工艺简单，红外透光率高、屏蔽性能好、面积大、力学性能优异与极端环境稳定等优点。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为技术的结构示意图。其中：光学窗口基板1、过渡层2，氮化镓层31、氮化铝层32。具体实施方式下面将结合本技术的附图，对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。根据图1所示，作为实施例所示的一种电磁屏蔽红外透明的导电窗口结构，实施例采用40厘米尺径的蓝宝石为红外透明的窗口基板材料，材料的厚度为16毫米，蓝宝石在0.20-5.50μm波段内具有较好的透光性，红外透过率几乎不随温度变化。在蓝宝石基板材料为一层氮化物过渡层，为氮化镓和氮化铝1:1的混合物制成，其厚度为200nm。在氮化物过渡层上，淀积一个薄膜层，薄膜层为氮化镓层、氮化铝层，厚度分别为15nm和15nm，氮化镓层、氮化铝层依次叠加，氮化镓层、氮化铝层分别为100层，总厚度为3000nm。制作时，首先依次将蓝宝石红外透明的窗口基板材料进行有机溶剂清洗、氢氟酸腐蚀、去离子水冲洗及氮气烘干，然后将清洁好的蓝宝石红外透明的窗口基板材料放入溅射腔，采用磁控溅射方法，衬底温度为150-500℃、溅射功率为50-200W，靶材为氮化镓和氮化铝混合物，在蓝宝石基板材料上先溅射一层过渡层氮化铝，其厚度为200nm、接着溅射氮化镓层和氮化铝层作为叠层，形成薄膜，氮化铝层和氮化镓层的厚度分别为15nm和15nm，依次堆积，各100层，总厚度为3000nm。为了验证电磁屏蔽红外透明的导电窗口结构，通过如下实验：薄膜光电性能表征：采用四探针方阻扫描测试仪测试GaN薄膜的方块电阻及方阻均匀性，通过霍尔效应测试系统测试GaN薄膜的载流子浓度与迁移率，AlGaN/GaN异质二维电子气的载流子浓度分布通过电容-电压(C-V)特性进行分析，二维电子迁移率与多层薄膜方阻则通过非接触式迁移率/方阻测试系统进行分析。采用紫外-可见-近红外与中红外分光光度计联用，测试GaN外延薄膜与AlGaN/GaN多层异质外延薄膜在紫外-中红外宽波段范围的透射、反射与吸收性能。薄膜电磁屏蔽性能测试：针对雷达隐身应用，需测试GaN基外延薄膜对1-18GHZ宽波段微波信号的电磁屏蔽性能，将数片表面镀有GaN外延薄膜或AlGaN/GaN多层外延薄膜的蓝宝石晶片拼接成封闭光窗，测试光窗内部电磁波信号的衰减，据此获得电磁屏蔽效率。效果数据说明：测试结果表面，上述导电窗口结构在3.7-4.8um中红外波段的平均透光率为77.5％，表面方块电阻为20Ω/sq,对12-18GHz范围电磁波的电磁屏蔽效率为25dB，导电窗口结构具有良好的红外透光率高、屏蔽性能好。以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电磁屏蔽红外透明的导电窗口结构，其特征在于：包括红外透明的光学窗口基板上淀积至少一层氮化物过渡层，在过渡层上淀积一个薄膜层，所述薄膜层为氮化镓层、氮化铝层的一种或两种依次叠加制成的薄膜。

【技术特征摘要】
1.一种电磁屏蔽红外透明的导电窗口结构，其特征在于：包括红外透明的光学窗口基板上淀积至少一层氮化物过渡层，在过渡层上淀积一个薄膜层，所述薄膜层为氮化镓层、氮化铝层的一种或两种依次叠加制成的薄膜。2.根据权利要求1所述的一种电磁屏蔽红外透明的导电窗口结构，其特征在于：所述光学窗口基板为蓝宝石、碳化硅、锗、硅、砷化镓、磷化镓、硫化锌、铯化锌、金刚石一种或两种以上组合。3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵俊亮，闫发旺，
申请(专利权)人：南京纳弧新材料科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32