La produzione di dispositivi ottici a film sottile viene effettuata in una camera a vuoto e la crescita dello strato di film è un processo microscopico. Tuttavia, attualmente, i processi macroscopici direttamente controllabili sono alcuni fattori macroscopici che hanno una relazione indiretta con la qualità dello strato di film. Ciononostante, attraverso una ricerca sperimentale continua e a lungo termine, è stata individuata una relazione costante tra la qualità del film e questi macrofattori, che è diventata una specifica di processo per guidare la produzione di dispositivi di scorrimento del film e svolge un ruolo importante nella produzione di dispositivi ottici a film sottile di alta qualità.
1. L'effetto della placcatura sotto vuoto
L'influenza del grado di vuoto sulle proprietà del film è dovuta alla perdita di energia e alla reazione chimica causate dalla collisione in fase gassosa tra il gas residuo e gli atomi e le molecole del film. Se il grado di vuoto è basso, la probabilità di fusione tra le molecole di vapore del materiale del film e le molecole di gas rimanenti aumenta e l'energia cinetica delle molecole di vapore si riduce notevolmente, rendendo le molecole di vapore incapaci di raggiungere il substrato, o incapaci di penetrare lo strato di adsorbimento del gas sul substrato, o appena in grado di penetrare lo strato di adsorbimento del gas ma con energia di adsorbimento molto bassa sul substrato. Di conseguenza, il film depositato dai dispositivi ottici a film sottile risulta lasco, la densità di accumulo è bassa, la resistenza meccanica è scarsa, la composizione chimica non è pura e l'indice di rifrazione e la durezza dello strato del film sono scarsi.
In generale, con l'aumento del vuoto, la struttura del film migliora, la composizione chimica diventa pura, ma lo stress aumenta. Maggiore è la purezza del film metallico e del film semiconduttore, migliore è la qualità; il grado di vuoto richiede un vuoto diretto più elevato. Le principali proprietà dei film influenzate dal grado di vuoto sono l'indice di rifrazione, la diffusione, la resistenza meccanica e l'insolubilità.
2. Influenza della velocità di deposizione
La velocità di deposizione è un parametro di processo che descrive la velocità di deposizione della pellicola, espressa dallo spessore della pellicola formata sulla superficie della placcatura nell'unità di tempo; l'unità è nm·s-1.
La velocità di deposizione ha un'influenza evidente sull'indice di rifrazione, sulla compattezza, sulla resistenza meccanica, sull'adesione e sullo stress del film. Se la velocità di deposizione è bassa, la maggior parte delle molecole di vapore ritorna dal substrato, la formazione di nuclei cristallini è lenta e la condensazione può avvenire solo su aggregati di grandi dimensioni, rendendo così la struttura del film più lasca. Con l'aumentare della velocità di deposizione, si formerà un film fine e denso, la diffusione della luce diminuirà e la compattezza aumenterà. Pertanto, la scelta corretta della velocità di deposizione del film è un aspetto fondamentale nel processo di evaporazione e la scelta specifica deve essere determinata in base al materiale del film.
Esistono due metodi per migliorare la velocità di deposizione: (1) metodo di aumento della temperatura della fonte di evaporazione (2) metodo di aumento dell'area della fonte di evaporazione.
Data di pubblicazione: 29 marzo 2024