ساخت دستگاههای لایه نازک نوری در یک محفظه خلاء انجام میشود و رشد لایه لایه یک فرآیند میکروسکوپی است. با این حال، در حال حاضر، فرآیندهای ماکروسکوپی که میتوانند مستقیماً کنترل شوند، برخی از عوامل ماکروسکوپی هستند که رابطه غیرمستقیمی با کیفیت لایه فیلم دارند. با این حال، از طریق تحقیقات تجربی طولانی مدت و مداوم، افراد رابطه منظمی بین کیفیت فیلم و این عوامل کلان پیدا کردهاند که به یک مشخصه فرآیند برای هدایت ساخت دستگاههای فیلم نازک تبدیل شده است و نقش مهمی در ساخت دستگاههای لایه نازک نوری با کیفیت بالا ایفا میکند.
۱. اثر آبکاری در خلاء
تأثیر درجه خلاء بر خواص فیلم به دلیل اتلاف انرژی و واکنش شیمیایی ناشی از برخورد فاز گاز بین گاز باقیمانده و اتمها و مولکولهای فیلم است. اگر درجه خلاء کم باشد، احتمال همجوشی بین مولکولهای بخار ماده فیلم و مولکولهای گاز باقیمانده افزایش مییابد و انرژی جنبشی مولکولهای بخار به شدت کاهش مییابد و باعث میشود مولکولهای بخار نتوانند به زیرلایه برسند، یا نتوانند از لایه جذب گاز روی زیرلایه عبور کنند، یا به سختی میتوانند از لایه جذب گاز عبور کنند اما انرژی جذب با زیرلایه بسیار کم است. در نتیجه، فیلم رسوب داده شده توسط دستگاههای لایه نازک نوری شل است، چگالی انباشتگی کم است، استحکام مکانیکی ضعیف است، ترکیب شیمیایی خالص نیست و ضریب شکست و سختی لایه فیلم ضعیف است.
به طور کلی، با افزایش خلاء، ساختار فیلم بهبود مییابد، ترکیب شیمیایی خالص میشود، اما تنش افزایش مییابد. هرچه خلوص فیلم فلزی و فیلم نیمهرسانا بیشتر باشد، بهتر است، آنها به درجه خلاء بستگی دارند که نیاز به حفره مستقیم بالاتری دارد. خواص اصلی فیلمها که تحت تأثیر درجه خلاء قرار میگیرند، ضریب شکست، پراکندگی، مقاومت مکانیکی و عدم انحلالپذیری هستند.
۲. تأثیر نرخ رسوبگذاری
نرخ رسوبگذاری یک پارامتر فرآیندی است که سرعت رسوب فیلم را توصیف میکند و با ضخامت فیلم تشکیل شده روی سطح آبکاری در واحد زمان بیان میشود و واحد آن nm·s-1 است.
سرعت رسوبگذاری تأثیر آشکاری بر ضریب شکست، استحکام، مقاومت مکانیکی، چسبندگی و تنش فیلم دارد. اگر سرعت رسوبگذاری کم باشد، بیشتر مولکولهای بخار از زیرلایه برمیگردند، تشکیل هستههای کریستالی کند است و چگالش فقط روی سنگدانههای بزرگ انجام میشود و در نتیجه ساختار فیلم سست میشود. با افزایش سرعت رسوبگذاری، یک فیلم ریز و متراکم تشکیل میشود، پراکندگی نور کاهش مییابد و استحکام افزایش مییابد. بنابراین، نحوه انتخاب صحیح سرعت رسوبگذاری فیلم، مسئله مهمی در فرآیند تبخیر است و انتخاب خاص باید با توجه به جنس فیلم تعیین شود.
دو روش برای بهبود نرخ رسوبگذاری وجود دارد: (1) روش افزایش دمای منبع تبخیر (2) روش افزایش مساحت منبع تبخیر.
زمان ارسال: ۲۹ مارس ۲۰۲۴