Prvky procesu a mechanismy ovlivňující kvalitu tenkovrstvých součástek (část 2)

3. Vliv teploty substrátu

Teplota substrátu je jednou z důležitých podmínek pro růst membrány. Poskytuje dodatečný energetický doplněk atomům nebo molekulám membrány a ovlivňuje hlavně strukturu membrány, aglutinační koeficient, koeficient expanze a hustotu agregace. Makroskopický odraz ve filmu, index lomu, rozptyl, napětí, adheze, tvrdost a nerozpustnost, se budou v důsledku rozdílné teploty substrátu značně lišit.

(1) Studený substrát: obecně se používá pro odpařování kovového filmu.

(2) Výhody vysoké teploty:

① Zbytkové molekuly plynu adsorbované na povrchu substrátu jsou odstraněny, aby se zvýšila vazebná síla mezi substrátem a nanesenými molekulami;

(2) Podpora transformace fyzikální adsorpce na chemisorpci filmové vrstvy, zvýšení interakce mezi molekulami, zvýšení pevnosti filmu, zvýšení adheze a zlepšení mechanické pevnosti;

③ Snížení rozdílu mezi teplotou molekulární rekrystalizace par a teplotou substrátu, zlepšení hustoty filmové vrstvy, zvýšení tvrdosti filmové vrstvy pro eliminaci vnitřního pnutí.

(3) Nevýhoda příliš vysoké teploty: změna struktury filmové vrstvy nebo rozklad filmového materiálu.

4. Účinky iontového bombardování

Bombardování po pokovování: zlepšení hustoty agregace filmu, zesílení chemické reakce, zvýšení indexu lomu oxidového filmu, mechanické pevnosti a odolnosti a adheze. Zvyšuje se práh poškození světlem.
5. Vliv materiálu substrátu

(1) Různý koeficient roztažnosti substrátového materiálu povede k různému tepelnému namáhání filmu;

(2) Různá chemická afinita ovlivní přilnavost a pevnost filmu;

(3) Drsnost a defekty substrátu jsou hlavními zdroji rozptylu tenkých vrstev.
6. Dopad čištění substrátu

Zbytky nečistot a čisticího prostředku na povrchu substrátu povedou k: (1) špatné přilnavosti filmu k substrátu; 2) zvýšené absorpci rozptylu, což vede k nízké odolnosti proti laseru; 3) nízké propustnosti světla.

Chemické složení (čistota a typy nečistot), fyzikální stav (prášek nebo blok) a předúprava (vakuové spékání nebo kování) filmového materiálu ovlivní strukturu a vlastnosti filmu.

8. Vliv metody odpařování

Počáteční kinetická energie poskytovaná různými metodami odpařování k odpaření molekul a atomů je velmi odlišná, což má za následek velký rozdíl ve struktuře filmu, který se projevuje jako rozdíl v indexu lomu, rozptylu a adhezi.

9. Vliv úhlu dopadu páry

Úhel dopadu páry se vztahuje k úhlu mezi směrem molekulárního záření páry a normálou k povrchu potaženého substrátu, který ovlivňuje růstové charakteristiky a hustotu agregace filmu a má velký vliv na index lomu a rozptylové charakteristiky filmu. Pro získání vysoce kvalitních filmů je nutné kontrolovat úhel vyzařování molekul páry z filmového materiálu, který by měl být obecně omezen na 30°.

10. Účinky pečení

Tepelné zpracování filmu v atmosféře vede k uvolnění napětí a tepelné migraci molekul okolního plynu a molekul filmu a může vést k rekombinaci struktury filmu, takže má velký vliv na index lomu, napětí a tvrdost filmu.