La fabrication de dispositifs optiques à couches minces s'effectue en chambre à vide, et la croissance de la couche est un processus microscopique. Cependant, à l'heure actuelle, les processus macroscopiques directement contrôlables sont des facteurs macroscopiques indirectement liés à la qualité de la couche. Malgré cela, des recherches expérimentales de longue date ont permis d'établir une relation régulière entre la qualité du film et ces facteurs macroscopiques. Cette relation est devenue une spécification de procédé pour guider la fabrication de dispositifs de déplacement de films et joue un rôle important dans la fabrication de dispositifs optiques à couches minces de haute qualité.
1. L'effet du placage sous vide
L'influence du degré de vide sur les propriétés du film est due à la perte d'énergie et à la réaction chimique provoquées par la collision en phase gazeuse entre le gaz résiduel et les atomes et molécules du film. Si le degré de vide est faible, la probabilité de fusion entre les molécules de vapeur du film et les molécules de gaz restantes augmente, et l'énergie cinétique des molécules de vapeur est fortement réduite. Ces molécules ne peuvent alors pas atteindre le substrat, ou traverser la couche d'adsorption de gaz sur le substrat, ou peinent à la traverser, mais l'énergie d'adsorption avec le substrat est très faible. Par conséquent, le film déposé par les dispositifs optiques à couches minces est lâche, sa densité d'accumulation est faible, sa résistance mécanique est médiocre, sa composition chimique est impure, et son indice de réfraction et sa dureté sont faibles.
Généralement, l'augmentation du vide améliore la structure du film et sa composition chimique devient pure, mais les contraintes augmentent. Plus la pureté du film métallique et du film semi-conducteur est élevée, meilleure est sa performance. Ces propriétés dépendent du degré de vide, qui nécessite un vide direct plus important. Les principales propriétés des films affectées par le degré de vide sont l'indice de réfraction, la diffusion, la résistance mécanique et l'insolubilité.
2. Influence du taux de dépôt
Le taux de dépôt est un paramètre de processus qui décrit la vitesse de dépôt du film, exprimée par l'épaisseur du film formé sur la surface du placage en unité de temps, et l'unité est nm·s-1.
La vitesse de dépôt a une influence évidente sur l'indice de réfraction, la fermeté, la résistance mécanique, l'adhérence et la contrainte du film. Si la vitesse de dépôt est faible, la plupart des molécules de vapeur retournent du substrat, la formation de noyaux cristallins est lente et la condensation ne peut se produire que sur de gros agrégats, ce qui affaiblit la structure du film. Plus la vitesse de dépôt augmente, plus le film se forme, plus il est fin et dense, plus la diffusion de la lumière diminue et plus la fermeté augmente. Par conséquent, le choix de la vitesse de dépôt du film est un enjeu important lors du processus d'évaporation, et le choix doit être fait en fonction du matériau du film.
Il existe deux méthodes pour améliorer le taux de dépôt : (1) la méthode d'augmentation de la température de la source d'évaporation (2) la méthode d'augmentation de la surface de la source d'évaporation.
Date de publication : 29 mars 2024