Verfahren zur Verbesserung der mechanischen Festigkeit der Filmschicht

Die mechanischen Eigenschaften der Membranschicht werden durch Haftung, Spannung, Aggregatdichte usw. beeinflusst. Aus der Beziehung zwischen dem Membranschichtmaterial und den Prozessfaktoren lässt sich erkennen, dass wir uns auf die folgenden Prozessparameter konzentrieren sollten, wenn wir die mechanische Festigkeit der Membranschicht verbessern möchten:

(1) Vakuumgrad. Der Einfluss des Vakuums auf die Leistung des Films ist deutlich spürbar. Die meisten Leistungsindikatoren der Filmschicht hängen stark vom Vakuumgrad ab. Mit zunehmendem Vakuumgrad nimmt in der Regel die Filmaggregationsdichte zu, die Festigkeit zu, die Filmstruktur verbessert sich und die chemische Zusammensetzung wird reiner, gleichzeitig steigt aber auch die Spannung.

(2) Abscheidungsrate. Eine Verbesserung der Abscheidungsrate kann nicht nur die Verdampfungsrate verbessern, d. h. die Temperatur der Verdampfungsquelle erhöhen, sondern auch deren Fläche vergrößern. Die Erhöhung der Temperatur der Verdampfungsquelle hat jedoch auch Nachteile: Die Membranschichtspannung wird zu groß; filmbildende Gase zersetzen sich leicht. Daher ist es manchmal vorteilhafter, die Fläche der Verdampfungsquelle zu vergrößern, als die Temperatur der Verdampfungsquelle zu verbessern.

(3) Substrattemperatur. Eine erhöhte Substrattemperatur fördert die Adsorption verbleibender Gasmoleküle an der Substratoberfläche und erhöht die Bindungskraft zwischen den abgelagerten Molekülen. Gleichzeitig wird die Umwandlung von physikalischer in chemische Adsorption gefördert, die Wechselwirkung zwischen den Molekülen verstärkt und die Membranschichtstruktur dicht gemacht. Beispielsweise kann das Erhitzen des Substrats auf 250 bis 300 °C bei Mg-Membranen die innere Spannung reduzieren, die Aggregatdichte verbessern und die Härte der Membranschicht erhöhen. Durch Erhitzen des Substrats auf 120 bis 150 °C wird eine ZrO₃-SiO₂-Mehrschichtmembran hergestellt, deren mechanische Festigkeit deutlich erhöht wird. Eine zu hohe Substrattemperatur führt jedoch zu einer Verschlechterung der Membranschicht.

(4) Ionenbeschuss. Ionenbeschuss beeinflusst die Bildung hochkohäsiver Oberflächen, die Oberflächenrauheit, die Oxidation und die Aggregationsdichte. Der Beschuss vor dem Beschichten kann die Oberfläche reinigen und die Haftung erhöhen; der Beschuss nach dem Beschichten kann die Aggregationsdichte der Filmschicht usw. verbessern und so die mechanische Festigkeit und Härte erhöhen.

(5) Reinigung des Substrats. Wenn die Reinigung des Substrats nicht geeignet ist oder nicht sauber genug ist, können im Substrat verbleibende Verunreinigungen oder Reinigungsmittel zu neuer Verschmutzung führen, was zu unterschiedlichen Kohäsionsbedingungen und Haftungsverhältnissen der Beschichtung führt, was die strukturellen Eigenschaften und die optische Dicke der ersten Schicht beeinträchtigt und dazu führt, dass sich die Filmschicht leicht vom Substrat löst, wodurch sich die Eigenschaften der Filmschicht verändern.

–Dieser Artikel wurde veröffentlicht vonHersteller von VakuumbeschichtungsanlagenGuangdong Zhenhua