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詳解真空鍍膜(mó)的均勻性問(wèn)題

雙擊自動滾屏 發布者:admin 發布時(shí)間:2012-11-19 11:15:15 閱讀(dú):643942次 【字體:

  真空鍍膜過程非常複雜,由於鍍膜(mó)原理的不同分為很(hěn)多種類,僅僅因為都需要(yào)高真空度而擁有統一名稱。所以對於不(bú)同(tóng)原理的(de)真空鍍膜,影響均勻性(xìng)的因素也不盡相同。並且均勻性這個概念本身也會隨著鍍膜尺度和薄膜成分而有著不同的意義。
  薄膜均勻性的概念:
  1.厚度上的均勻(yún)性,也可以理解為粗(cū)糙(cāo)度,在光學薄(báo)膜的尺(chǐ)度上看(也就是1/10波長作為單位,約為100A),真空鍍膜的(de)均勻性已經相(xiàng)當好,可以輕鬆將粗糙度控製在可見光波長的1/10範圍(wéi)內,也(yě)就是說對於薄膜的光學特性來(lái)說,真空鍍膜沒有(yǒu)任何障礙。


  但是如果(guǒ)是指原子(zǐ)層尺度上的均勻度,也就是說要實現10A甚至1A的表麵平整,是現(xiàn)在(zài)真空鍍膜中主要的技術含量與技術瓶頸所在(zài),具體控製因素下麵會根據不同鍍膜給出(chū)詳細解釋。
  2.化學組分上的均勻性:
  就是說在薄(báo)膜(mó)中,化合物的原子組(zǔ)分會(huì)由於尺度過小(xiǎo)而很容易的產(chǎn)生不均(jun1)勻特性,SiTiO3薄膜,如果鍍(dù)膜過程不科學,那麽實際(jì)表麵的組(zǔ)分並不是SiTiO3,而可能是其他的比例(lì),鍍的膜並非是(shì)想要的(de)膜的化學成分,這也是真空鍍(dù)膜的(de)技術含量所在。
  3.晶格(gé)有序度的均勻(yún)性:
  這決定了薄膜是單晶,多晶,非(fēi)晶,是真空鍍膜技(jì)術中(zhōng)的熱點問題,具體見下。
  主要分類有兩個大種類:
  蒸發沉積鍍(dù)膜和(hé)濺射沉(chén)積鍍膜,具體則包括很多種類,包括真空離子蒸發,磁控濺射(shè),MBE分子束外延,溶膠凝膠法等等(děng)
  一、對於蒸(zhēng)發鍍膜:
  一般是加熱靶(bǎ)材使表麵組分以原子團或離子形式被蒸發出來(lái),並且沉降(jiàng)在基(jī)片表麵,通過成膜過程(chéng)(散(sàn)點-島狀結構-迷走結構-層狀生長)形成薄膜。
  厚度均勻性主要取(qǔ)決於:
  1、真空度;
  2、鍍膜時間,厚度大小;
  3、蒸發功率,速率;
  4、基片材料與靶(bǎ)材的晶格匹配程度;
  5、基片表麵溫(wēn)度。
  組分均勻性:
  蒸發鍍膜組分均勻性不是很容(róng)易保證,具體可以調控的因素同上,但是由於原理所限,對於非單一組分鍍膜,蒸發鍍膜的組分均勻性不好。
  晶向均勻性:
  1、晶格匹配度
  2、基(jī)片溫度
  3、蒸發(fā)速率
  二、.對於濺射類鍍膜,可以簡(jiǎn)單理解為利用電子或高能激光轟擊靶材,並使表麵組分以(yǐ)原子團或離子形式被濺射出來,並且最終沉積在基片表麵,經曆成膜過程,最終形成薄膜(mó)。
  濺射鍍(dù)膜又分為很多種,總體看,與蒸發鍍膜的不同點在於濺射(shè)速率將成為主要參數之(zhī)一(yī)。
  濺射鍍膜中的激光濺射鍍膜pld,組分均勻性容易保持,而原(yuán)子尺度的厚度均勻性相對較(jiào)差(因(yīn)為是脈衝濺射),晶向(外沿)生長的控(kòng)製也(yě)比較一般。以pld為例,因素主要有:靶材與基片的晶格匹配程度、鍍膜氛圍(低壓氣(qì)體氛圍)、基(jī)片(piàn)溫度、激光器功率、脈衝頻率、濺射時間。對於(yú)不同的濺射材料和基片,最佳參數(shù)需要實驗確定,是各不相同的,鍍膜設備的好壞(huài)主要在於能否精確(què)控(kòng)溫,能否保(bǎo)證好的真空度,能(néng)否保證好(hǎo)的真空腔清潔度。MBE分(fèn)子束外沿鍍膜(mó)技術,已經比較好的解決了如上所屬的問題,但(dàn)是基本用(yòng)於實驗研究,工業生產(chǎn)上比較(jiào)常用的一體式鍍膜機主要以離子蒸發鍍膜和磁控濺射鍍膜為主。

 
 

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