Pembuatan perangkat film tipis optik dilakukan dalam ruang vakum, dan pertumbuhan lapisan film merupakan proses mikroskopis. Namun, saat ini, proses makroskopis yang dapat dikontrol secara langsung adalah beberapa faktor makroskopis yang memiliki hubungan tidak langsung dengan kualitas lapisan film. Meskipun demikian, melalui penelitian eksperimental yang gigih dalam jangka panjang, orang telah menemukan hubungan teratur antara kualitas film dan faktor-faktor makro ini, yang telah menjadi spesifikasi proses untuk memandu pembuatan perangkat film, dan memainkan peran penting dalam pembuatan perangkat film tipis optik berkualitas tinggi.
1. Pengaruh pelapisan vakum
Pengaruh tingkat vakum terhadap sifat-sifat film disebabkan oleh kehilangan energi dan reaksi kimia yang diakibatkan oleh tumbukan fase gas antara gas sisa dan atom serta molekul film. Jika tingkat vakum rendah, probabilitas fusi antara molekul uap material film dan molekul gas yang tersisa meningkat, dan energi kinetik molekul uap sangat berkurang, sehingga molekul uap tidak dapat mencapai substrat, atau tidak dapat menembus lapisan adsorpsi gas pada substrat, atau hampir tidak dapat menembus lapisan adsorpsi gas tetapi energi adsorpsi dengan substrat sangat kecil. Akibatnya, film yang diendapkan oleh perangkat film tipis optik menjadi longgar, kerapatan akumulasi rendah, kekuatan mekanik buruk, komposisi kimia tidak murni, dan indeks bias serta kekerasan lapisan film buruk.
Secara umum, dengan meningkatnya vakum, struktur film membaik, komposisi kimia menjadi lebih murni, tetapi tegangan meningkat. Semakin tinggi kemurnian film logam dan film semikonduktor, semakin baik, hal ini bergantung pada tingkat vakum, yang membutuhkan rongga langsung yang lebih tinggi. Sifat utama film yang dipengaruhi oleh tingkat vakum adalah indeks bias, hamburan, kekuatan mekanik, dan kelarutan.
2. Pengaruh laju pengendapan
Laju pengendapan adalah parameter proses yang menggambarkan kecepatan pengendapan lapisan film, yang dinyatakan dengan ketebalan lapisan film yang terbentuk pada permukaan pelapisan dalam satuan waktu, dan satuannya adalah nm·s-1.
Laju deposisi memiliki pengaruh yang jelas terhadap indeks bias, kekenyalan, kekuatan mekanik, adhesi, dan tegangan film. Jika laju deposisi rendah, sebagian besar molekul uap kembali dari substrat, pembentukan inti kristal lambat, dan kondensasi hanya dapat dilakukan pada agregat besar, sehingga membuat struktur film menjadi longgar. Dengan peningkatan laju deposisi, film yang halus dan padat akan terbentuk, hamburan cahaya akan berkurang, dan kekenyalan akan meningkat. Oleh karena itu, bagaimana cara memilih laju deposisi film yang tepat merupakan masalah penting dalam proses penguapan, dan pemilihan spesifik harus ditentukan sesuai dengan material film.
Ada dua metode untuk meningkatkan laju pengendapan: (1) metode peningkatan suhu sumber penguapan (2) metode peningkatan luas sumber penguapan.
Waktu posting: 29 Maret 2024