روش‌های فرآیندی برای بهبود مقاومت مکانیکی لایه فیلم

خواص مکانیکی لایه غشاء تحت تأثیر چسبندگی، تنش، چگالی تجمع و غیره قرار دارد. از رابطه بین جنس لایه غشاء و عوامل فرآیندی، می‌توان دریافت که اگر بخواهیم استحکام مکانیکی لایه غشاء را بهبود بخشیم، باید روی پارامترهای فرآیندی زیر تمرکز کنیم:

(1) میزان خلاء. تأثیر خلاء بر عملکرد فیلم بسیار مشهود است. اکثر شاخص‌های عملکرد لایه فیلم به میزان خلاء بسیار وابسته هستند. معمولاً با افزایش میزان خلاء، چگالی تجمع فیلم افزایش می‌یابد، استحکام افزایش می‌یابد، ساختار فیلم بهبود می‌یابد، ترکیب شیمیایی خالص‌تر می‌شود، اما در عین حال تنش نیز افزایش می‌یابد.

(2) نرخ رسوب. بهبود نرخ رسوب نه تنها می‌تواند برای بهبود نرخ تبخیر، یعنی افزایش دمای منبع تبخیر، مورد استفاده قرار گیرد، بلکه می‌تواند برای افزایش سطح منبع تبخیر نیز مورد استفاده قرار گیرد، اما استفاده از منبع تبخیر برای افزایش دمای این روش معایبی دارد: تنش لایه غشایی خیلی زیاد می‌شود؛ گاز تشکیل دهنده فیلم به راحتی تجزیه می‌شود. بنابراین گاهی اوقات افزایش سطح منبع تبخیر نسبت به بهبود دمای منبع تبخیر مطلوب‌تر است.

(3) دمای زیرلایه. افزایش دمای زیرلایه منجر به جذب مولکول‌های گاز باقی‌مانده روی سطح زیرلایه می‌شود تا مانع از جذب آنها شود، و نیروی اتصال بین زیرلایه و مولکول‌های رسوب‌شده را افزایش می‌دهد: در عین حال، تبدیل جذب فیزیکی به جذب شیمیایی را ارتقا می‌دهد، تعامل بین مولکول‌ها را افزایش می‌دهد، به طوری که ساختار لایه غشاء محکم می‌شود. به عنوان مثال، حرارت دادن زیرلایه Mg تا 250 تا 300 درجه سانتیگراد می‌تواند تنش داخلی را کاهش دهد، چگالی تجمع را بهبود بخشد و سختی لایه غشاء را افزایش دهد: حرارت دادن زیرلایه تا 120 تا 150 درجه سانتیگراد، غشای چند لایه ZrO3-SiO2 را آماده می‌کند، استحکام مکانیکی آن بسیار افزایش می‌یابد، اما دمای زیرلایه خیلی بالا است و باعث تخریب لایه غشاء می‌شود.

(4) بمباران یونی. بمباران یونی بر تشکیل سطوح بسیار چسبنده، زبری سطح، اکسیداسیون و تراکم تجمع تأثیر می‌گذارد. بمباران قبل از پوشش‌دهی می‌تواند سطح را تمیز کرده و چسبندگی را افزایش دهد؛ بمباران پس از پوشش‌دهی می‌تواند تراکم تجمع لایه فیلم و غیره را بهبود بخشد و در نتیجه استحکام مکانیکی و سختی را افزایش دهد.

(5) تمیز کردن زیرلایه. روش تمیز کردن زیرلایه مناسب نیست یا تمیز نیست، ناخالصی‌های باقی مانده یا عامل تمیزکننده در زیرلایه، باعث ایجاد آلودگی جدید می‌شوند، در پوشش شرایط چسبندگی و پیوستگی متفاوتی ایجاد می‌کنند، بر خواص ساختاری و ضخامت نوری لایه اول تأثیر می‌گذارند، اما همچنین باعث می‌شوند لایه فیلم به راحتی از زیرلایه جدا شود و در نتیجه ویژگی‌های لایه فیلم تغییر کند.

–این مقاله توسط منتشر شده استتولید کننده دستگاه پوشش دهی در خلاءگوانگدونگ ژنهوا