광학 박막 소자의 제조는 진공 챔버 내에서 이루어지며, 박막층의 성장은 미시적인 과정입니다. 그러나 현재 직접 제어 가능한 거시적인 공정은 박막층의 품질과 간접적인 관계를 갖는 몇 가지 거시적인 요인들에 불과합니다. 그럼에도 불구하고, 오랜 기간에 걸친 지속적인 실험 연구를 통해 박막 품질과 이러한 거시적 요인들 사이의 규칙적인 관계를 발견했으며, 이는 박막 소자 제조를 위한 공정 사양으로 자리매김하여 고품질 광학 박막 소자 제조에 중요한 역할을 하고 있습니다.
1. 진공 도금의 효과
진공도가 박막의 특성에 미치는 영향은 잔류 가스와 박막 원자 및 분자 간의 기체상 충돌로 인한 에너지 손실과 화학 반응 때문입니다. 진공도가 낮으면 박막 재료의 기체 분자와 잔류 가스 분자 간의 융합 확률이 증가하고, 기체 분자의 운동 에너지가 크게 감소하여 기체 분자가 기판에 도달하지 못하거나, 기판의 기체 흡착층을 뚫지 못하거나, 간신히 뚫더라도 기판과의 흡착 에너지가 매우 작아집니다. 결과적으로 광학 박막 소자에 증착된 박막은 표면이 느슨하고, 증착 밀도가 낮으며, 기계적 강도가 약하고, 화학적 조성이 불순하며, 박막층의 굴절률과 경도가 저하됩니다.
일반적으로 진공도가 증가함에 따라 박막의 구조가 개선되고 화학적 조성이 순수해지지만 응력은 증가합니다. 금속 박막과 반도체 박막의 순도가 높을수록 박막의 품질이 향상되는데, 이는 진공도에 따라 달라지며 더 높은 직접 공극률을 요구합니다. 진공도에 영향을 받는 박막의 주요 특성은 굴절률, 산란, 기계적 강도 및 불용성입니다.
2. 증착 속도의 영향
증착 속도는 도금 표면에 형성되는 박막의 두께를 단위 시간당 나타내는 공정 변수이며, 단위는 nm·s⁻¹입니다.
증착 속도는 박막의 굴절률, 견고성, 기계적 강도, 접착력 및 응력에 뚜렷한 영향을 미칩니다. 증착 속도가 낮으면 대부분의 증기 분자가 기판에서 되돌아가고, 결정핵 형성이 느려지며, 응축은 큰 응집체에서만 일어나므로 박막 구조가 느슨해집니다. 증착 속도가 증가하면 미세하고 조밀한 박막이 형성되고, 광산란이 감소하며, 견고성이 향상됩니다. 따라서 박막 증착 속도를 적절하게 선택하는 것은 증착 공정에서 중요한 문제이며, 구체적인 선택은 박막 재료에 따라 결정되어야 합니다.
증착 속도를 향상시키는 방법에는 두 가지가 있습니다. (1) 증발원 온도 증가 방법 (2) 증발원 면적 증가 방법.
게시 시간: 2024년 3월 29일