La fabricación de dispositivos ópticos de película delgada se realiza en una cámara de vacío, y el crecimiento de la capa de película es un proceso microscópico. Sin embargo, actualmente, los procesos macroscópicos que se pueden controlar directamente son algunos factores macroscópicos que tienen una relación indirecta con la calidad de la capa de película. Aun así, mediante una investigación experimental persistente a largo plazo, se ha descubierto la relación regular entre la calidad de la película y estos factores macroscópicos, lo que se ha convertido en una especificación de proceso para guiar la fabricación de dispositivos de película delgada y desempeña un papel importante en la fabricación de dispositivos ópticos de película delgada de alta calidad.
1. El efecto del recubrimiento al vacío
La influencia del grado de vacío en las propiedades de la película se debe a la pérdida de energía y a la reacción química causada por la colisión en fase gaseosa entre el gas residual y los átomos y moléculas de la película. Si el grado de vacío es bajo, aumenta la probabilidad de fusión entre las moléculas de vapor del material de la película y las moléculas de gas restantes, y la energía cinética de las moléculas de vapor se reduce considerablemente, lo que impide que las moléculas de vapor alcancen el sustrato, o que atraviesen la capa de adsorción de gas sobre el sustrato, o que apenas la atraviesen, pero con una energía de adsorción muy baja. Como resultado, la película depositada por los dispositivos ópticos de película delgada es porosa, la densidad de acumulación es baja, la resistencia mecánica es deficiente, la composición química no es pura y el índice de refracción y la dureza de la capa de película son deficientes.
En general, al aumentar el vacío, la estructura de la película mejora y su composición química se vuelve más pura, pero también aumenta la tensión. Cuanto mayor sea la pureza de la película metálica y semiconductora, mejor; estas propiedades dependen del grado de vacío, que requiere un mayor vacío directo. Las principales propiedades de las películas afectadas por el grado de vacío son el índice de refracción, la dispersión, la resistencia mecánica y la insolubilidad.
2. Influencia de la tasa de deposición
La tasa de deposición es un parámetro del proceso que describe la velocidad de deposición de la película, expresada por el espesor de la película formada en la superficie del recubrimiento por unidad de tiempo, y la unidad es nm·s-1.
La velocidad de deposición influye notablemente en el índice de refracción, la firmeza, la resistencia mecánica, la adhesión y la tensión de la película. Si la velocidad de deposición es baja, la mayoría de las moléculas de vapor regresan del sustrato, la formación de núcleos cristalinos es lenta y la condensación solo se produce en agregados grandes, lo que da como resultado una estructura de película porosa. Al aumentar la velocidad de deposición, se forma una película fina y densa, disminuye la dispersión de la luz y aumenta la firmeza. Por lo tanto, seleccionar adecuadamente la velocidad de deposición de la película es fundamental en el proceso de evaporación, y la selección específica debe determinarse según el material de la película.
Hay dos métodos para mejorar la tasa de deposición: (1) método de aumento de la temperatura de la fuente de evaporación (2) método de aumento del área de la fuente de evaporación.
Fecha de publicación: 29 de marzo de 2024