Optiliste õhukeste kileseadmete tootmine toimub vaakumkambris ja kilekihi kasv on mikroskoopiline protsess. Praegu on aga makroskoopiliste protsesside hulgas, mida saab otseselt kontrollida, mõned makroskoopilised tegurid, millel on kaudne seos kilekihi kvaliteediga. Sellegipoolest on pikaajalise ja järjepideva eksperimentaalse uurimistöö käigus leitud regulaarne seos kilekvaliteedi ja nende makrotegurite vahel, millest on saanud kiletranspordiseadmete tootmist suunav protsessispetsifikatsioon ning mis mängib olulist rolli kvaliteetsete optiliste õhukeste kileseadmete tootmisel.
1. Vaakumkatmise mõju
Vaakumi astme mõju kile omadustele tuleneb energiakadudest ja keemilisest reaktsioonist, mis tekib jääkgaasi ja kile aatomite ning molekulide kokkupõrkes gaasifaasis. Kui vaakumi aste on madal, suureneb kilematerjali aurumolekulide ja ülejäänud gaasimolekulide vahelise ühinemise tõenäosus ning aurumolekulide kineetiline energia väheneb oluliselt, mistõttu aurumolekulid ei pääse aluspinnale või ei suuda läbida aluspinnal olevat gaasi adsorptsioonikihti või suudavad gaasi adsorptsioonikihti vaevu läbi murda, kuid adsorptsioonienergia aluspinnal on väga väike. Selle tulemusena on optiliste õhukeste kilede abil sadestatud kile lahti, akumulatsioonitihedus on madal, mehaaniline tugevus on halb, keemiline koostis ei ole puhas ning kilekihi murdumisnäitaja ja kõvadus on halvad.
Üldiselt paraneb vaakumi suurenemisega kile struktuur, keemiline koostis muutub puhtaks, kuid pinge suureneb. Mida kõrgem on metallkile ja pooljuhtkile puhtus, seda parem, need sõltuvad vaakumi astmest, mis nõuab suuremat otsest pooride arvu. Vaakumi astmest mõjutatud kilede peamised omadused on murdumisnäitaja, hajumine, mehaaniline tugevus ja lahustumatus.
2. Sadestuskiiruse mõju
Sadestumiskiirus on protsessiparameeter, mis kirjeldab kile sadestumiskiirust, väljendatuna plaadi pinnale moodustunud kile paksusega ajaühikus ja ühik on nm·s-1.
Sadestumise kiirusel on ilmne mõju kile murdumisnäitajale, tugevusele, mehaanilisele tugevusele, adhesioonile ja pingele. Kui sadestumise kiirus on madal, siis enamik aurumolekule naaseb aluspinnalt, kristallituumade moodustumine on aeglane ja kondenseerumine saab toimuda ainult suurtel agregaatidel, mistõttu kile struktuur on lahti. Sadestumise kiiruse suurenemisega moodustub peen ja tihe kile, valguse hajumine väheneb ja tugevus suureneb. Seetõttu on aurustamisprotsessis oluline küsimus, kuidas valida õige kile sadestumise kiirus, ja konkreetne valik tuleks määrata vastavalt kilematerjalile.
Sadestumiskiiruse suurendamiseks on kaks meetodit: (1) aurustumisallika temperatuuri suurendamise meetod (2) aurustumisallika pindala suurendamise meetod.
Postituse aeg: 29. märts 2024