影响薄膜器件质量的工艺要素及作用机理(上)

文章作者:广东振华科技
阅读:1006
发布时间:2024-03-29
返回上一级

  光学薄膜器件的制造是在真空室内进行的,同时膜层的生长又是一个微观过程,而目前能够直接控制的却是一些与膜层质量有间接关系的宏观因素的宏观过程。即便如此,人们还是通过长期坚持不懈的实验研究,找到了膜层质量与这些宏观因素之间的规律性关系,成为指导游膜器件制造的工艺规范,对于制造质量优良的光学薄膜器件发挥着重要的作用。


大图.jpg


1.真空镀的影响

  真空度对薄膜性能的影响是由于剩余气体与膜料原子、分子的气相碰撞所致的能量损失及化学反应。若真空度低,致使膜料蒸气分子与剩余气体分子融撞概率增加,蒸汽分子动能大大减小,使得蒸气分子无法到达基片,或无力冲破基片上的气体吸附层,或勉强能冲破气体吸附层但与基片的吸附能却很小,从而导致光学薄膜器件沉积的膜层疏松,聚积密度低,机械强度差,化学成分不纯,使得膜层折射率、硬度变差。


  通常,随着真空度的提高,膜层的结构改善,化学成分变纯,但应力增大。金属膜和半导体膜的纯度越高越好,它们对真空度的依赖性很大,从而需要更高的直空度。受真空度影响的薄膜性能主要有:折射率、散射,机械强度和不溶性。


2.沉积速率的影响

  沉积速率是描述薄膜沉积快慢的工艺参量,用单位时间内在被镀表面上形成的膜层厚度表示,单位为 nm·s-1。

  沉积速率对膜层的折射率、牢固度、机械强度、附着力、应力有明显的影响。如果沉积速率较低,大多数蒸气分子从基底返回,晶核生成缓慢,凝结只能在大的聚集体上进行,从而使膜层结构疏松;沉积速率提高,会形成颗粒细而致密的膜层,光散射减小,牢固度增加。因此,如何适当地选择薄膜沉积的速率是蒸镀工艺中的一个重要问题,,具体选择应根据膜层材料确定。

  提高沉积速率的方法主要有两种:① 提高蒸发源温度法② 增大蒸发源面积法。

分享文章到: